1 月 21 日消息,據清華大學官網消息,近日,清華大學深圳國際研究生院丁文伯團隊聯合國內外多家單位,成功研發出一種受鴿眼啟發的多模態高分辨率觸覺傳感器(SuperTac),取得了機器人觸覺感知能力的重要進展。
隨著具身智能技術的發展,機器人與人類的互動場景日益豐富,對機器人的高階觸覺感知提出了更高要求。然而,目前觸覺傳感系統在空間分辨率、多維感知和信號解讀能力等方面仍與人類觸覺存在顯著差距。視觸覺傳感器(visuotactile sensor)通過成像手段實現亞毫米級分辨率,但在多光譜感知等方面依然面臨挑戰。在此背景下,如何突破觸覺傳感器的分辨率極限、提升多模態融合能力,并實現多模態觸覺信號解讀,成為推動機器人“類人觸覺”發展的核心科學問題。
據了解,SuperTac 創新性地將中紅外至紫外波段的多光譜成像與摩擦電信號相結合,設計了基于導電聚合物、熒光層、反射層和支撐層的多層超薄感知皮膚。SuperTac 具備力感知范圍調整能力,實現了微米級的高分辨率和多模態高精度測量(力、位置、溫度、接近、振動),并且對于不同物理屬性如材質、紋理、滑動、碰撞和顏色等信息的感知精度均超過 94%。

傳感器實物圖

安裝 SuperTac 的靈巧手
為了充分挖掘傳感器的多模態感知潛力,團隊還自主構建了擁有 8.5 億參數的觸覺語言模型 DOVE,能夠理解豐富的觸覺信息,賦予機器人類人觸覺感知和環境理解能力(圖 4)。目前,SuperTac (圖 5)已成功集成至機器人靈巧手中(圖 6),支持遠程實時狀態反饋,有望在制造、醫療、服務機器人等領域發揮變革性作用。
1 月 15 日,相關成果以“仿生多模態觸覺傳感實現類人機器人感知”(Biomimetic Multimodal Tactile Sensing Enables Human-like Robotic Perception”)為題發表于《自然 · 傳感器》(Nature Sensors)。

