見(jiàn)圳客戶(hù)端·深圳新聞網(wǎng)2021年1月17日訊 （記者 梁榆其 通訊員 謝梁暉）近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“哈工大（深圳）”）胡泓教授團隊聯(lián)合香港城市大學(xué)楊征保教授團隊提出了一種基于壓電薄膜、具有行+列電極結構的觸覺(jué)傳感器陣列，相關(guān)成果發(fā)表在 《Advanced Science》。這項研究為觸覺(jué)傳感器設計提供了一種新的策略，有望惠及電子皮膚、健康監測、動(dòng)物運動(dòng)檢測和機器人等領(lǐng)域。

“該項研究主要具有三大創(chuàng )新點(diǎn)?！焙榻B說(shuō)，多功能觸覺(jué)傳感器陣列在測量壓力、彎曲半徑和彎曲方向的同時(shí)，還可以實(shí)時(shí)區分外部刺激的模式，實(shí)現了多種測量模式的自動(dòng)解耦。同時(shí)，傳感器陣列采用橫縱電極結構，將電極引線(xiàn)數量由n×m降低至n+m，極大降低了制作成本和難度。此外，該項研究還解決了橫縱電極結構在壓電傳感器陣列中的信號串擾問(wèn)題。

目前，柔性觸覺(jué)傳感器陣列在應用上面臨著(zhù)許多挑戰?，F有的觸覺(jué)傳感器陣列往往只具有單一功能，同時(shí)大面積、高分辨率的傳感器陣列需要大量的電極引線(xiàn)。兩支團隊本次提出的觸覺(jué)傳感器陣列，可以實(shí)時(shí)感測和區分各種外部刺激的大小、位置和模式，包括輕微觸碰、按壓和彎曲等。與此同時(shí)，其獨特的設計克服了其他壓電傳感器中存在的串擾問(wèn)題。壓力測試和彎曲測試表明，本次提出的觸覺(jué)傳感器陣列具有高靈敏度（7.7 mV / kPa），長(cháng)期耐用性（80,000個(gè)循環(huán)周期）和快速響應時(shí)間（10 ms）的特征。觸覺(jué)傳感器陣列還顯示出卓越的可擴展性和易于大規模制造的能力。

近年來(lái)，柔性電子皮膚一直是學(xué)術(shù)界和業(yè)界的熱門(mén)話(huà)題，其中用于模仿人體皮膚功能的仿生觸覺(jué)傳感器是研究的重點(diǎn)之一。觸覺(jué)傳感器能對外界的應力刺激產(chǎn)生對應的電信號，廣泛應用在人工智能、人機交互、生物信息檢測等領(lǐng)域。深入了解人體皮膚的感知原理，是設計仿生觸覺(jué)傳感器的重要前提。據了解，人體皮膚是一種非?！皬姶蟆钡挠|覺(jué)傳感器，它可以同時(shí)檢測各種刺激的強度和模式，可以分辨出按壓、敲擊和彎曲，這主要歸因于四個(gè)機械感受器（SA-I，II和FA-I，II）分布在人體皮膚的不同區域，機械感受器接收外部刺激并將其轉換為電子信號，這四種受體的綜合信號由大腦進(jìn)行分析，進(jìn)而得到物體大小、形狀和質(zhì)地等信息。

基于皮膚啟發(fā)的觸覺(jué)傳感器陣列示意圖。

不同刺激模式下觸覺(jué)傳感器陣列的工作機理。

觸覺(jué)傳感器陣列的應用。