中國柔性彎曲傳感器賦予人形機器人手部姿態感知能力

研究人員表示，該傳感器在復雜任務中表現出卓越的測量性能、穩定性和可重復性。

中國研究人員展示了一款人形靈巧手，可使機器人的手指在復雜運動中可靠感知自身姿態。
研究團隊將一種新型全向柔性彎曲傳感器嵌入該靈巧手中，使機器人能夠在精細操作任務中實時感知手指的屈伸和側向擺動。

該靈巧手由浙江大學、杭州電子科技大學和麗水學院的研究人員共同開發，具備18個主動自由度以及五根剛柔耦合手指。

軟體光學傳感器

每根手指都集成了一款軟體光學傳感器，由分段式PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）光纖、一個三色LED和一個顏色檢測器構成。

該設計的工作原理是：當傳感器彎曲時，紅、綠、藍三種光線的衰減程度各不相同。由于光纖的布局將俯仰和偏擺運動的響應分離開來，系統能夠將這兩種運動解耦，而不會混為一談。據新聞稿報道，該傳感器在100次循環測試中表現出很強的可重復性，三個光學通道的均方根誤差分別為2.1%、1.9%和3.2%。

該研究發表于《Microsystems and Nanoengineering》期刊，介紹了一種專為人形靈巧手設計的新型全向柔性彎曲傳感器的開發，以實現在精細操作任務中的姿態感知。受人類手部精巧結構和本體感知能力的啟發，本研究旨在提升機器人手部的靈巧性，尤其是在多自由度運動和姿態感知方面。

傳感器在挑戰性任務中表現出卓越的穩定性

研究人員透露，該傳感器在使用剪刀、操作電腦鼠標和彈鋼琴等具有挑戰性的任務中，展現出了卓越的測量性能、穩定性和可重復性。研究人員表示，該技術解決了機器人手部在多自由度運動和全向姿態感知方面所面臨的挑戰。

研究團隊還強調，該技術提升了機器人手部在精細操作任務中的能力，為人形靈巧手的進一步發展鋪平了道路。

這種柔性傳感器最重要的優勢之一在于其能夠提供精細的實時反饋。由于它可以檢測多種形式的力學交互——如壓力、應變和彎曲——因此相比之前的系統，它賦予了機器人更細膩的觸覺感知。這在需要精度的任務中尤其有用。

該技術的潛在應用廣泛且影響深遠。在機器人領域，它可以使機器更謹慎、更精確地執行復雜的操作任務。在假肢領域，這類傳感器可以幫助制造出能為用戶提供更自然觸感的人造肢體，從而改善控制性和舒適度。

此外，該技術還可用于監測運動或輔助康復的醫療設備中。盡管該系統仍在不斷完善，包括在耐久性和數據處理方面的改進，但它已向著將先進觸覺感知集成到智能機器中邁出了重要一步。

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