南方科技大學郭傳飛課題組研發(fā)了一種基于柔性滑覺傳感的機器人觸覺感知系統(tǒng)用于紋理識別。該傳感器中，表面的指紋結(jié)構(gòu)和傳感器中的微結(jié)構(gòu)層對傳感性能起到關(guān)鍵作用。


團隊采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）3D打印設(shè)備，實現(xiàn)了類指紋結(jié)構(gòu)模板和分級微結(jié)構(gòu)模板的高精度打印，并結(jié)合倒模技術(shù)制備了柔性PDMS人工指紋（周期：350 μm，高度：260μm）和具有分級微結(jié)構(gòu)的離子凝膠（周期：200μm，高度: 55μm）。

這種應用需要傳感器具備高靈敏和快響應的性能，以實現(xiàn)對微小的結(jié)構(gòu)起伏（高度）和精細的結(jié)構(gòu)間距產(chǎn)生響應。團隊選擇了低粘度離子凝膠，并結(jié)合分級離-電傳感界面的設(shè)計，使滑覺傳感器具有高靈敏度（519kPa-1）和超快的響應-弛豫速度（2.4ms），可同時檢測靜壓和高達400 Hz的高頻振動。此外，傳感器能夠探測出周期為15μm、高度為6μm的微小結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出優(yōu)異的空間分辨率。在400Hz的高頻振動下，柔性滑覺傳感器能夠區(qū)分出0.02Hz的頻率變化，頻率分辨率達0.005%。這種非常高的時空分辨率使滑覺傳感器能夠準確區(qū)分具有緊密間距的微小表面特征，這對機器人在紋理識別方面具有重要意義。