近日,90足球比分网
黄维院士团队张洪健课题组概述了柔性多模态触觉传感器的最新进展。相关工作以“Toward the intelligent robotics era: Multimodal flexible haptic sensors for advanced perception systems”为题发表于国际权威综述期刊《Progress in Materials Science》(影响因子:40)。90足球比分网
研究生丁思理和助理教授徐峰为该论文的共同第一作者,该论文通讯作者为河南大学高层次人才张洪健和黄维院士,90足球比分网
和河南省柔性电子产业技术研究院为第一通讯单位。
多模态柔性触觉传感器(Multimodal flexible haptic sensors, MFHS)已成为下一代智能机器人的关键硬件基础。MFHS能够实现多种信息感知,例如法向力与剪切力、动态与静态刺激,甚至实现非接触感知。随着电阻、电容、摩擦电和压电等机制的发展,MFHS正逐步从单一的传感模式发展为集成多模态感知的智能系统。本篇综述概述了MFHS的最新进展和未来方向,包括先进材料、基本传感机制和器件结构,并系统总结了信号和系统层面的策略,包括信号处理、系统集成和机器学习算法。此外,综述通过展示人机交互和机器人感知领域的典型应用,说明了MFHS技术的现有成熟度和应用前景。最后,综述讨论了材料创新、系统级集成和智能触觉信息处理方面所面临的关键挑战与未来发展方向。
综述总结了MFHS的最新研究进展,重点关注传感材料与机制、器件结构、信号处理以及系统级集成。此外,综述总结了机器人触觉感知和人机交互领域的代表性应用,旨在为该跨学科领域提供参考与展望。综述的结构如下:第二章阐述了多模态触觉传感的核心材料与物理机制,并基于“制备-结构-性能”的系统框架,全面总结了六类传感材料的设计策略。第三章重点介绍了多模态触觉传感器的器件结构设计,详细阐述了动态/静态多模态力感知、法向力/切向力多模态力感知以及接触/非接触多模态感知。第四章概述了多模态触觉传感的信号处理与系统集成,首先介绍了放大电路、滤波电路和信号解耦方法等基本信号处理策略,随后讨论了包括模数转换、数据通信在内的系统集成方法,接着介绍了机器学习算法在触觉信号处理中的应用。第五章介绍了MFHS典型应用场景,例如机器人抓取、物体识别及人机交互。最后,第六章总结了目前多模态柔性传感器发展中的局限性,并展望了未来的研究方向,为智能机器人触觉感知系统的发展提供参考。
图1. MFHS的基本传感机制和代表性材料的示意图
本研究得到了国家自然科学基金,教育部基础学科和交叉学科突破计划,中国博士后科学基金,河南省高层次人才计划,河南省科技研发计划联合基金,河南省科技攻关项目,河南省高等学校重点科研项目等项目的资助。
文章链接://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101733