触觉传感器是机器人感知外部环境的重要媒介

赋予机器人以类似于人类的感官，触觉传感器无疑是开启机器人外部感知的重要序曲。想象一下，这些机器人不仅能够捕捉到地位、温度和形状等物理信息，还能感受到硬度和压力的变化，从而灵巧地执行各种操作。随着智能化操作场景的不断丰富，市场对于触觉传感器的尺寸、灵敏度和耐用性等方面的需求也日益增长。

近日，来自德国马克斯普朗克智能系统研究所的一支研究团队打破常规，研发出了一款名为“Insight”的拇指大小的柔性触觉传感器。这款传感器融合了机器视觉和神经网络技术，实现了全方位的触觉感知，能够精准地推断出物体的位置和力度信息。这一重要研究成果已经发表在NaturMachinIntelligence期刊上。

“Insight”触觉传感器的独特机械结构设计，令人眼前一亮。研究团队采用了一种轻质刚性骨架环绕的软壳作为整体支撑结构，并在外壳弹性体中混合了深色反光的铝片，使其呈现出独特的半透明灰色外观，有效防止外部光线干扰。在内部结构内，一个微型160°鱼眼摄像头被巧妙隐藏，在一圈LED灯光的映衬下，能够清晰记录角度图像。

这款传感器的运作原理及构造同样引人注目。基于创新的机械外壳设计、内部量身定制的成像系统、自动数据收集以及先进的学习技术，Insight触觉传感器实现了出色的传感性能。尤其值得一提的是，它结合了光度立体法和结构光技术，能够精准检测其柔性外壳的3D形变。 Insight触觉传感器还有一个独特的特点：一个指甲盖大小的超敏感区域，拥有非常薄的弹性层。这一设计使得它能够探测到极其细微的力度和详细的物体形状。

研究团队通过对Insight触觉传感器的姿态识别和灵敏度进行定量评估，证实了其卓越性能。定位精度高达0.4毫米，力精度约为0.03N，力方向精度约为5°，适用于各种具有不同接触面积的触觉探测。

除了尺寸、精确度和稳定性方面的优势外，“Insight”触觉传感器的制造成本也相对适中（低于10美元）。这项研究为机器人能够像人类和生物一样精准感知环境迈出了重要的一步。随着材料科学、柔性电子和微纳技术的不断进步，触觉传感器将朝着更加柔性化、小型化、智能化、多功能化和人性化的方向发展，未来将在更广泛的领域发挥不可替代的作用。无论是智能机械臂的精细操作，还是自动驾驶汽车的触感导航，甚至医疗领域的仿生触感技术，“Insight”触觉传感器的出现无疑为我们打开了一个全新的时代大门。