盖世汽车讯 据外媒报道，伦敦玛丽女王大学（Queen Mary University of London）的工程师们开发出一种新型变色触觉传感器，使机器人能够实时“感知”并进行触觉交互。

图片来源：伦敦玛丽女王大学

这一创新理念由该校工程与材料科学学院的博士后研究员Giacomo Sasso提出；该传感器的工作原理是将不可见的力转化为动态的色彩图案，从而能够即时生成接触、应变和压力的高分辨率分布图。相关研究成果已发表在期刊《科学进展》（Science Advances）上。

当压力施加于柔软的传感表面时，材料会产生空间分布各异的结构色；这些色彩可由普通摄像头即时捕捉，无需复杂的重建算法。

从工厂车间到外科手术

这项技术支持开发一种机器人夹持器，能够以精密制造所需的细腻度组装微型组件，并实时呈现力度上的任何细微变化。它也能对医疗保健领域产生影响，使外部假肢在执行精细的日常活动或临床操作时，能够获得更丰富的触觉感知。

同时，它还能让手术系统通过材料的颜色响应直接读取细微的压力特征，从而区分健康组织与异常组织。

材料内置传感功能

与传统的触觉传感器不同，该新系统将传感功能直接嵌入材料本身。机械交互作用被转化为色彩区域，低成本USB摄像头即可实时读取这些信息。这项研究已取得成果，展示了该领域首个实时解决方案。

Sasso说道：“当你用手指按下电灯开关时，所产生的信息量之大令人难以想象。人手依靠一万多个机械感受器来完成这一动作，然而触觉感知至今仍是机器人技术面临的主要挑战之一。”

“我们很高兴能捕捉到指纹脊的细节，因为目前还没有其他技术能在同等规模和简易度下实现如此高的传感器密度。该项目的核心理念在于打破常规思维：我们不再嵌入密集且设计过于复杂的传感器阵列，而是将传感功能融入材料本身；在此过程中，机械信号直接转化为色彩分布，并由一个简单、低成本的USB摄像头进行捕捉。”这种方法既能生成丰富的压力分布图，又能简化系统架构。

来自意大利佛罗伦萨大学（University of Florence）、的里雅斯特大学（University of Trieste）和特伦托大学（University of Trento）的项目合作者们对此表示赞同。James Busfield教授指出：“其强大之处在于，信息本身就蕴含在光信号之中。你不再是重构触觉，而是在直接观察它。”

解决长期存在的权衡难题

这一构想源于克服基于视觉的触觉传感领域中一个长期存在的权衡难题的需求：高分辨率系统通常需要繁重的计算流程来重建接触几何形状，从而导致延迟；而响应速度更快的系统往往以牺牲空间细节为代价。

佛罗伦萨大学的Federico Carpi教授与Busfield展开合作，将软体机器人技术与材料科学的研究领域结合起来。该团队基于在可拉伸传感器和聚合物表征方面多年的研究积累，不断提升了将机械柔顺性与功能性传感相结合的能力。

在此框架下，力致变色材料代表了一个新方向：它们不再依赖精密设计的微电子技术来解读形变（触觉单元），而是由材料自身充当传感介质，直接将机械相互作用转化为可见的光学信号。