隨著機器人技術與新一代信息技術、傳感技術、新材料等深度融合，機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重心逐步從以控制為主的傳統(tǒng)工業(yè)機器人拓展到具有高度感知能力的智能機器人。智能機器人的核心發(fā)展方向在于開發(fā)機器人與人、機器人與機器人、機器人與環(huán)境的高度交互功能，大幅提升機器人的智能交互水平，促進機器人與人類的和諧共處、合作互補，更好地服務于人類。電子皮膚作為機器人觸覺實現(xiàn)的核心組成部分，對于提升機器人的智能水平至關重要。但目前的電子皮膚研究主要集中在壓力或應變傳感等簡單的觸覺功能，缺乏在觸摸目標物體時對真實世界感知和識別的精細觸覺能力。

相比之下，人類的皮膚，尤其是指尖的觸覺更加精細和靈敏，不僅能感知和估量物體的重量，還能幫助識別接觸到的物體的紋理、粗糙度和形狀等參數(shù)。因此，亟需發(fā)展電子皮膚的精細觸覺功能，賦予機器人類似于人類皮膚的觸覺能力，加速機器人的高度智能化進程。這對于提升我國機器人產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，提高相關產(chǎn)品的附加值具有重要意義。

人類的精細觸覺能力取決于皮膚中慢感受器和快感受器對壓力和振動刺激的靈敏捕獲。為模仿人類的精細觸覺機制，本研究團隊通過在材料和結構上的創(chuàng)新，成功地在電子皮膚中集成了皮膚中慢感受器和快感受器的檢測功能，實現(xiàn)對靜壓和高頻振動刺激的雙重感知。這種電子皮膚擁有400 Hz的頻率帶寬和0.02 Hz的頻率分辨率，可檢測到15 μm間距和6 μm高度的微小結構，展現(xiàn)出優(yōu)異的時空動態(tài)分辨性能。配備這種電子皮膚的機械手在任意滑速和壓力條件下，對20種紋理相似的織物能夠獲得約99%的識別準確度，遠高于手指的紋理識別能力（約78%），本項目為智能機器人的精細觸覺功能提供了一種領先的技術解決方案，同時對增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實（AR/VR）以及殘疾人觸覺恢復等多個領域都具有重要的意義。相關研究成果已發(fā)表在國際頂級期刊《Nature Communications》上，標志著在該領域的重要進展。

（1）智能機器人的精細觸覺技術

在智能機器人的研究中，精細觸覺技術是實現(xiàn)其高度智能化的重要技術。通過模擬人類的觸覺機制，本項目致力于實現(xiàn)機器人具備高精度的觸覺感知能力。通過結合先進的傳感器技術和數(shù)據(jù)處理算法，使機器人能夠對外部環(huán)境進行高度敏感的觸覺感知，實現(xiàn)對靜態(tài)和動態(tài)刺激的雙重檢測與識別。這一技術的突破將極大地提升機器人在復雜環(huán)境中的操作能力，為其在服務、制造和協(xié)作等領域的應用打開新的可能性。

（2）先進柔性傳感器的制造及加工技術

本項目基于高精度3D打印技術以及納秒激光切割技術一體化的制造工藝，實現(xiàn)柔性電子皮膚的陣列化及微型化的規(guī)模化制造，為其他柔性多功能傳感器的制造提供技術支持。其中，納秒激光加工速度快、精度高，有助于實現(xiàn)傳感器的快速全集成、批量化加工，具有較大的成果轉化潛力。