【儀表網 研發快訊】近日，西安交通大學陳雪峰教授團隊通過模擬人類皮膚中觸覺小體的感知特性，提出了一種名為TAP(扭矩-角度-壓力)的觸覺傳感器。該研究成果以《扭矩感知賦予機器人類人級別的靈巧性》(Touching with torque enables human-level robotic dexterity )為題在線發表于國際學術期刊《科學進展》(Science Advances)。
指面扭矩感知不僅提供力的大小和方向，同時給出了施力點與環境的交互關系(如碰撞、平衡和阻力等)，是人類使用工具、精細操作的關鍵基礎。然而，在機器人領域，類人手的力、位置、環境的交互感知仍然是一個巨大的挑戰。
為實現如人類的精細化操作，研究團隊提出的TAP傳感器通過單個讀出通道即可在寬范圍(±241.6 牛頓·毫米)內實現雙向、高靈敏度(角度分辨率0.1°，扭矩分辨率0.4 牛頓·毫米)和高線性度(R²=0.99)的扭矩感知。實驗表明，TAP傳感器能夠同時感知壓力和扭轉信息，響應時間約為20毫秒。將這一傳感器集成到機器人控制系統中，機器人能夠在無視覺條件下完成多項精細操作任務：將一個傾斜46°的牛奶盒平穩放置、在2.4秒內完成平衡木堆疊挑戰(成功率81.5%)，以及通過實時調整切割路徑完成白蘿卜切片。
這一具有類人觸覺感知能力的TAP傳感器展示了其在精細操作領域的巨大潛力。由于其能夠實時感知物體與環境交互狀態的變化，TAP傳感器在精密裝配、醫療手術輔助、服務機器人等場景中擁有獨特的優勢。西安交通大學機械學院博士生汪領、孫瑜副教授、楊來浩副研究員為該論文共同第一作者；孫瑜副教授、楊來浩副研究員，香港科技大學申亞京教授為共同通訊作者。論文合作者中，陳雪峰教授為本研究提供了重要支持與寶貴建議。論文第一單位為西安交通大學。相關研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。
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