中科院深圳先进院联合南洋理工发布仿生视触觉传感器 为具身智能提供同源感知方案

近日，中国科学院深圳先进技术研究院材料人工智能研究所研究员陈明、杨春雷团队联合新加坡南洋理工大学教授魏磊团队在《自然·传感》发表最新研究，研发出一种高灵敏度、低信号串扰的仿生视触觉传感器。该传感器在单一柔性材料单元内实现了光电信号与压力信号的同源、同步感知，物体识别准确率提升至96%。

当前，机器人的视觉和触觉通常由两套独立系统完成，信息采集位置和时间不同，在复杂操作中容易出现信息错位和信号干扰。研究团队受海胆管足启发——其感光细胞和机械感觉细胞集成在同一生物结构内，能够在局部完成信息整合——提出将光电感知和压力感知集成到同一个柔性材料单元中的设计思路。

传感器采用垂直集成结构，包含上下两个功能层，上层感知光，下层感知压力，通过共享电极垂直集成，两种信号通过独立通道读出。实验数据显示，该传感器对不同材质表面细微差异具有较高敏感度，光电与压力两种信号可各自独立工作、互不干扰。

在物体识别测试中，5×5传感器阵列对铝合金、尼龙、硅橡胶等10种不同材质和结构的物体进行识别，纯光模式准确率为41%，纯压力模式为80%，光电—压力同源模式准确率提升至96%。此外，集成36个传感器的球形机器人在模拟火场中的自主导航成功率达94%；在土壤监测实验中，该传感器同时追踪土壤湿度和光照强度的日变化规律，在三种土壤类型中的双模态识别准确率超过99%。

该研究首次将海胆管足的仿生范式转化为人工材料体系，为柔性多模态传感提供了全新设计思路，有望为具身智能、人机交互和精密制造等领域带来新的“同源感知”方案。团队相关核心传感器专利已获得授权，并获批建设深圳市光电异质集成传感器中小试基地，当前已与多家企业建立合作关系，推动柔性传感器在具身智能、智能制造、医疗健康等领域的产业化应用。