近年來(lái)，材料科學(xué)與微電子技術(shù)持續(xù)突破，推動(dòng)人形機(jī)器人觸覺(jué)感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。各類(lèi)高性能觸覺(jué)傳感器層出不窮，憑借其多維感知特性與高分辨率數(shù)據(jù)采集能力，在賦能機(jī)器人完成精密抓取、柔性操控等復(fù)雜任務(wù)中，發(fā)揮著愈發(fā)關(guān)鍵的作用。

商業(yè)化觸覺(jué)傳感器產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)校準(zhǔn)與封裝，具有可靠性高、安裝便捷、即插即用等特點(diǎn)，但此類(lèi)產(chǎn)品由于未開(kāi)源，價(jià)格比較高昂。

BioTac傳感器

BioTac是由美國(guó)SynTouch公司推出的仿生指尖觸覺(jué)傳感器，這種傳感器外形仿生人類(lèi)指尖，在柔軟硅膠皮下填充導(dǎo)電液體，內(nèi)部集成1個(gè)壓力傳感器與1圈電極，當(dāng)受到按壓時(shí)，壓力傳感器直接讀取導(dǎo)電液體的壓力數(shù)據(jù)，物體接觸引發(fā)的指尖形變會(huì)改變電極與導(dǎo)電液體間的阻抗，據(jù)此可推斷接觸位置及力度分布，另外，硅膠皮遇微滑移會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，內(nèi)部壓電元件測(cè)量的高頻振動(dòng)信號(hào)可用于紋理和滑移檢測(cè)，因此，BioTac傳感器可同步輸出壓力、接觸位置、振動(dòng)頻譜及溫度等多維度觸覺(jué)信息。

BioTac傳感器來(lái)源：SynTouch

WTS-FT系列傳感器

德國(guó)WeissRobotics公司研發(fā)的WTS-FT傳感指套，核心由6×14矩陣式傳感陣列與信號(hào)處理模塊構(gòu)成。傳感陣列采用柔性壓阻材料，傳感單元間距約3.5mm，不僅能精準(zhǔn)測(cè)量法向壓力分布，還可間接推斷剪切力數(shù)據(jù)。該系列傳感器支持高速數(shù)據(jù)讀取，刷新頻率可達(dá)1kHz量級(jí)，憑借高可靠性已廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人精密裝配、抓握力閉環(huán)控制等工業(yè)場(chǎng)景。

uSkin系列傳感器

uSkin是一類(lèi)柔性薄片式觸覺(jué)傳感器，這種傳感器可直接貼附于機(jī)器人手指或手掌表面，安裝靈活性極高。其核心工作原理為電容陣列，每片傳感器內(nèi)置數(shù)十個(gè)電容傳感單元，厚度僅2~3mm，具備輕薄、柔性的顯著優(yōu)勢(shì)。以含16個(gè)傳感單元的型號(hào)為例，可在30mm2的緊湊面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)空間分辨率，且能精準(zhǔn)檢測(cè)高達(dá)50Hz的觸覺(jué)信號(hào)。目前，uSkin系列傳感器已成功集成于多款機(jī)器人手中，通過(guò)提升對(duì)抓取物體的觸覺(jué)感知能力，有效提高了抓取作業(yè)的成功率與穩(wěn)定性。

uSkin傳感器 來(lái)源：XELA Robotics

ITPU傳感器

深圳帕西尼（Paxini）公司推出的ITPU多維度觸覺(jué)傳感單元，以緊湊尺寸實(shí)現(xiàn)了多軸力感知功能。每個(gè)觸覺(jué)單元不僅能測(cè)量法向壓力，還可輸出三維力的方向信息。高密度排布的觸覺(jué)傳感網(wǎng)絡(luò)，使其具備接近人手的精細(xì)觸覺(jué)感知能力，適配高精度操作場(chǎng)景。

搭配ITPU多維觸覺(jué)傳感單元的ORA-ONE來(lái)源:Paxini

為降低觸覺(jué)感知技術(shù)的研究門(mén)檻、促進(jìn)技術(shù)共享與創(chuàng)新，近些年一些開(kāi)源觸覺(jué)傳感器相繼問(wèn)世，可公開(kāi)提供設(shè)計(jì)圖紙、固件程序及配套軟件，為科研與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提供了低成本解決方案。

DIGIT傳感器

DIGIT是Meta AI開(kāi)源的小型視覺(jué)觸覺(jué)傳感器，其完整設(shè)計(jì)文件與軟件驅(qū)動(dòng)已在GitHub平臺(tái)公開(kāi)。該傳感器借鑒GelSight傳感器的核心原理，以柔軟硅膠墊搭配彩色花紋作為觸覺(jué)交互表面，內(nèi)置1個(gè)攝像頭與3個(gè)LED燈環(huán)，觸覺(jué)成像分辨率可達(dá)640×480像素。目前，DIGIT傳感器已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人握持控制、物體邊緣檢測(cè)、三維形狀重建等研究場(chǎng)景。

TacTip傳感器

TacTip是一款由布里斯托爾機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的3D打印光學(xué)觸覺(jué)傳感器。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是滿(mǎn)足對(duì)廉價(jià)、堅(jiān)固、多功能觸覺(jué)傳感器的需求，可安裝在工業(yè)以及人形機(jī)器人手臂上。

TacTip傳感器結(jié)構(gòu)來(lái)源：布里斯托爾機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室

ReSkin傳感器

Meta AI與CMU團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開(kāi)源的ReSkin，是一款超薄柔性觸覺(jué)電子皮膚，由含磁性微粒的硅膠薄膜與小型磁傳感PCB板組成。其可靈活貼附于機(jī)器人的手指、手臂或末端工具表面，當(dāng)發(fā)生接觸時(shí)，硅膠薄膜的形變會(huì)引發(fā)磁場(chǎng)變化，PCB板上的霍爾傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量該變化，并通過(guò)板載MCU輸出力信號(hào)。ReSkin的硬件與固件完全開(kāi)源，特別適用于大面積覆蓋或高損耗的觸覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了低成本電子皮膚的快速更換。

ReSkin大小如硬幣，易于制造 來(lái)源：PMLR

參考來(lái)源:

各企業(yè)、科研院所官網(wǎng)

胡俊.機(jī)器人操縱的觸覺(jué)感知技術(shù)綜述