科學家制備能識別葉片紋理和硬度的新型傳感器

近日，中國科學院重慶綠色智能技術研究院機器人技術與系統中心報道了一種通過壓覺和滑覺的共同感知來識別相似物體的方法。相關成果發表于《科學通報》。

觸覺作為人體基本感覺之一，不僅在人類日常生活中扮演著至關重要的角色，也逐漸成為機器人領域中不可或缺的感知方式之一。觸覺物體識別是觸覺感知領域關鍵性任務，近年來發展迅速。然而，在實際應用場景中，由于缺乏高性能觸覺傳感器和高效智能識別算法，機器人對相似物體的觸覺識別中仍面臨效率低、準確性差等難題。

在本研究中，團隊制備了一種具有三維共形石墨烯納米墻和梯度共形離子涂層的高性能柔性壓力傳感器，傳感器表現出卓越的靈敏度、高信噪比、低檢測限以及超過15000個壓縮-釋放循環的出色穩定性。鑒于其卓越的性能，傳感器能夠區分不同葉片之間的細微硬度差異，并能準確地還原其表面紋理。

數據采集過程中，研究團隊通過壓覺/滑覺的共同作用來獲取葉片的硬度和紋理信息，提出了一種雙分支特征融合卷積神經網絡，對六種葉片的識別率顯著優于單一感知方式，并成功地將傳感器集成到機器人靈巧手指尖，進行了在線葉片識別實驗，其識別率明顯超越了人手。這種高性能柔性觸覺傳感系統有助于增強機器人的觸覺感知能力，同時為相似物體識別提供了新的思路，促進了下一代機器人智能化發展。

機器人技術與系統中心研究生生孔永康、程觀銀為論文第一作者，研究員魏大鵬為論文通訊作者。

相關論文信息: ? https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.04.060