在機器人技術領域，觸覺感知能力的提升一直是科研人員關注的焦點。隨著具身智能技術的不斷進步，機器人與人類的交互場景愈發多樣化，這對機器人的觸覺感知提出了更為嚴苛的要求。然而，現有的觸覺傳感系統在空間分辨率、多維感知以及信號解讀等方面，與人類觸覺相比仍存在較大差距。盡管視觸覺傳感器通過成像技術實現了亞毫米級分辨率，但在多光譜感知等方面仍面臨諸多挑戰。因此，突破觸覺傳感器的分辨率極限、提升多模態融合能力，并實現多模態觸覺信號的精準解讀，成為推動機器人實現“類人觸覺”發展的關鍵科學問題。
近日，清華大學深圳國際研究生院丁文伯團隊聯合國內外多家科研單位，成功研發出一種名為SuperTac的多模態高分辨率觸覺傳感器，為機器人觸覺感知領域帶來了重要突破。該傳感器從鴿眼的結構與功能中汲取靈感，創新性地將中紅外至紫外波段的多光譜成像與摩擦電信號相結合，設計出一種基于導電聚合物、熒光層、反射層和支撐層的多層超薄感知皮膚。這種獨特的設計使得SuperTac具備出色的性能，不僅能夠實現微米級的高分辨率，還能進行多模態高精度測量，涵蓋力、位置、溫度、接近和振動等多個物理量。SuperTac還具備力感知范圍調整能力，對于不同物理屬性如材質、紋理、滑動、碰撞和顏色等信息的感知精度均超過94%，展現出卓越的感知性能。
為了充分挖掘SuperTac的多模態感知潛力，研究團隊還自主構建了一個擁有8.5億參數的觸覺語言模型DOVE。該模型能夠理解豐富的觸覺信息，為機器人賦予了類人觸覺感知和環境理解能力。通過DOVE模型，機器人可以更加精準地感知周圍環境，并根據觸覺信息做出相應的反應，從而提升與人類的交互體驗。
目前，SuperTac已成功集成至機器人靈巧手中，并支持遠程實時狀態反饋。這一成果為機器人在制造、醫療、服務等領域的應用提供了有力支持。在制造領域，搭載SuperTac的機器人可以更加精準地操作和檢測產品，提高生產效率和產品質量；在醫療領域，機器人可以利用SuperTac進行精細的手術操作，減少手術風險；在服務領域，機器人可以通過SuperTac感知用戶的觸覺需求，提供更加貼心和個性化的服務。
據悉，相關研究成果已以“仿生多模態觸覺傳感實現類人機器人感知”為題發表于《自然·傳感器》期刊，為機器人觸覺感知領域的研究提供了新的思路和方向。
