觸覺傳感器，這聽著有點(diǎn)“高冷”的技術(shù)，正默默改變著我們的生活。直白來講，它就是一種能把壓力信號轉(zhuǎn)換成電流信號的裝置。
不管是靈活的機(jī)器人手，還是在宇宙深空遨游的航天器，都有它的存在。
如今咱們就來講講觸覺傳感器的發(fā)展歷程、技術(shù)突破，還有中國在這個領(lǐng)域的新進(jìn)展。
觸覺傳感器是什么？
觸覺傳感器的原理比較簡單，一種常見的設(shè)計(jì)是借助電容的變化去感知壓力。
壓力作用在傳感器的基板上后，基板之間的距離就變了，電容也就跟著改變了，最后轉(zhuǎn)化成了電流信號。憑借這些信號，機(jī)器可以識別出“觸碰”這個動作。
除了電容式傳感器，科學(xué)家們還開發(fā)出了壓阻式以及壓電式傳感器，每一種技術(shù)都有它自身獨(dú)特的優(yōu)勢。
在眾多傳感技術(shù)發(fā)展當(dāng)中，柔性皮膚傳感器是最具前景的方向。所謂的柔性皮膚，便是模仿人類皮膚的觸覺感知能力，讓機(jī)器人不但能感受到壓力，還能夠適應(yīng)復(fù)雜的表面彎折。
中國的觸覺傳感器崛起
近些年來，我國在觸覺傳感器領(lǐng)域取得了，令人矚目的進(jìn)展。
在這些成果的里，東南大學(xué)的宋愛國教授團(tuán)隊(duì)取得的研究進(jìn)展尤為引人關(guān)注。
作為儀器科學(xué)與工程領(lǐng)域的專家，他的團(tuán)隊(duì)既研發(fā)出了高精度的六維力傳感器，又把觸覺傳感器成功地應(yīng)用到了航天領(lǐng)域。
據(jù)《科技日報(bào)》報(bào)道，問天實(shí)驗(yàn)艙的柔性太陽電池翼，正是通過他們研發(fā)的觸覺傳感器，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)展開。
這一成果顯示，我國的觸覺傳感技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了，國際頂尖的水平。
不過僅有技術(shù)突破還不夠，將科研成果轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品依然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
宋教授團(tuán)隊(duì)的六維力傳感器在精度上已經(jīng)超過了美國ATI公司，但在成本控制上，國產(chǎn)傳感器的價格仍高于國外產(chǎn)品。制造的一致性和穩(wěn)定性，也是邁向商業(yè)化的關(guān)鍵難題。
新興企業(yè)的力量
在觸覺傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中，新興企業(yè)正逐漸成為不可忽視的力量。
成立于2021年的帕西尼公司便是一顆冉冉升起的新星。其多維面陣觸覺傳感器在2023年世界機(jī)器人博覽會上大放異彩，據(jù)人民日報(bào)海外版報(bào)道，這款產(chǎn)品能夠讓機(jī)器人手擁有類似人類的觸覺。
若能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，無疑將是技術(shù)上的一次重大突破。
除此之外，泰山科技的表現(xiàn)同樣十分亮眼。這家于2018年成立的公司開發(fā)出了全球首次開創(chuàng)的鋰電式觸覺傳感技術(shù)，被稱作“第四代觸覺傳感技術(shù)”。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比較而言，它在精度方面、靈敏度方面以及功耗等方面都表現(xiàn)得極為優(yōu)異。
這些企業(yè)的迅速崛起，為我國觸覺傳感技術(shù)的應(yīng)用前景增添了更為眾多的可能性。
未來應(yīng)用場景廣闊
觸覺傳感器的應(yīng)用場景極為廣泛。從工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，到醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域；從航天器領(lǐng)域，到智能家居領(lǐng)域，此技術(shù)的潛力正逐步被釋放出來。
例如柔性觸覺傳感器能夠幫助機(jī)器人完成精細(xì)的任務(wù)，諸如抓住雞蛋而不讓其破碎，或是在手術(shù)中精準(zhǔn)地掌控力度。
另外在遠(yuǎn)程操作方面，觸覺反饋能夠使操作者感覺猶如身處現(xiàn)場一般，極大地提高了操作的精準(zhǔn)度與效率。
更令人興奮的是，觸覺傳感器，還為航天探索提供了新的可能性。
在太空環(huán)境之下，機(jī)器人需要在復(fù)雜的環(huán)境中完成任務(wù)，而如果沒有觸覺的幫助，這些操作將會變得困難重重。
我國問天實(shí)驗(yàn)艙的成功應(yīng)用，正是觸覺傳感技術(shù)走向成熟的有力證明。
挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存
雖然我國在觸覺傳感器領(lǐng)域取得了不少突破，但仍面臨一些問題。
技術(shù)轉(zhuǎn)化的成本、規(guī)模化生產(chǎn)的難題以及與國際領(lǐng)先企業(yè)的競爭，都是需要解決的難關(guān)。
不過從宋愛國教授團(tuán)隊(duì)到帕西尼、泰山科技等初創(chuàng)企業(yè)，越來越多的科研力量正在聚集，這也讓我們對未來充滿信心。
觸覺傳感器的研究不僅僅是一場技術(shù)之戰(zhàn)，更是一場攸關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“脖子保衛(wèi)戰(zhàn)”。
通過不斷創(chuàng)新與努力，我國正逐漸縮小與國際領(lǐng)先水平的差距。相信在不遠(yuǎn)的將來，機(jī)器人擁有“人類之觸”將不再是科幻，而是觸手可及的現(xiàn)實(shí)。
參考文獻(xiàn)：
1、《中國科技核心期刊目錄》（2024年版）：收錄了中文期刊2022種和英文期刊196種，共計(jì)2218種，是了解中國科技領(lǐng)域核心期刊的重要資源
2、《中國科技發(fā)展歷程》：詳細(xì)介紹了中華民族的科技活動悠久歷史，以及16世紀(jì)中期以前一直處于世界科技舞臺中心的成就。
3、《中國科技70年：重大科技成就一覽》：回顧了新中國成立70年來中國科技事業(yè)走過的不平凡發(fā)展之路，以及重大科技成就。
（來源科技怪獸家）
