柔性电子与机器人触觉传感技术

开展机器人压力、多维力与多模态触觉传感器的设计、制造与应用研究。

• 面向指尖压力感知的微缝-多级微结构薄膜传感器

研制的微缝-多级微结构压力传感器具有卓越的耐压性，，兼具高灵敏度与宽检测范围，能够在低压、中压、高压范围内均能保持稳定输出，具有极快的响应/恢复时间与良好的耐久性和稳定性。能够实现机械手关节与机器人运动状态识别，实现机械手抓取感知并用于软材料的弹性模量识别。

• 面向指腹压力感知的多级微锥薄膜传感器

研制的多级微锥薄膜传感器具有极宽的检测范围（300 kPa）和极高的灵敏度（40 kPa内高达133.003 kPa^-1），对于动态信号迅速响应，输出精确且稳定，具有优秀的耐久性与鲁棒性。能够实现手部压力的精确感知与阵列传感。

• 面向指尖三维力感知的高性能传感器阵列

采用PDMS材料制备受力凸台，凸台与下方四个独立压力敏感单元和叉指电极结合实现三维力的测量；通过单元阵列化设计，进一步实现区域压力测量。研制的柔性三维力传感器阵列为机器人手部电子皮肤提供了多维度力学感知，能够实现机械手抓取三维力的大小与分布感知，且能灵敏响应外部扰动。

• 面向手掌与前臂触觉感知的微晶格复合传感器

提出基于表面波纹微结构与微晶格支撑结构协同设计的复合敏感单元，双机制协同作用，实现了结构上的串联与电学机制上的互补，构建了从高灵敏启动到高压持续响应的完整性能路径。研制的微晶格复合结构压力传感器为机器人手碰撞检测与避障提供了保障，提升了机器人工作的安全交互能力。

• 面向机器人手指动静态力感知的多模态力觉传感器

模仿人体触觉系统中的快感受器（FA）和慢感受器（SA），采用刚柔结合方式集成压电/压阻双模压力传感器，所研制的双模态力觉传感器实现了机器人手指对机械触觉传感的全频域感知。

• 面向机器人手部触觉的多功能触觉传感器

利用自然力制备出一种集成压阻/电容效应、条纹效应和摩擦电的多功能柔性传感器，实现了温度、材质、瞬/静态压力、接近觉检测。