北京
人类指尖拥有超过一万个感受器来感知触觉，这一自然禀赋是机器人技术一直难以复制的。
科学家打造出一种变色触觉传感器，让机器能够实时“看见”它们所触摸的东西。
人类指尖拥有超过一万个感受器来感知触觉，这一自然禀赋是机器人技术一直难以复制的。以往的工程尝试往往导致机器反应迟缓，被沉重的计算需求和不当的电子传感器阵列所拖累。
为了解决这个问题，一组欧洲科学家转变了研究思路，从构建复杂的电子系统转向开发一种更智能的材料。
这套新型触觉系统由伦敦玛丽女王大学博士后研究员贾科莫·萨索开发，能够将不可见的机械力瞬间转化为鲜艳的动态色彩图案，让机器人得以实时看见触觉。
有趣的是，这一进展有望为精密工业制造带来高精确度，为先进假肢赋予更丰富的触感，并使外科手术系统能通过视觉色彩提示，即时检测细微的组织异常。
萨索解释说：“我们很高兴能捕捉到手指的脊状纹路，因为现有技术在同等尺度和简便性下，都无法再现这样的传感器密度。”
他补充道：“这个项目背后的核心理念是跳出固有思维：不再嵌入密集且过度设计的传感器阵列，而是将传感功能转移到材料本身，让机械信号直接转化为色彩场，并用一个简单的低成本USB摄像头来捕捉。”
机器人拥有彩色触觉
在这项新研究中，他们开发出一种柔软、可拉伸的力致变色材料。这种物质的结构色会随着形变而改变。当一个物体按压这种材料时，会产生一幅高度精细、随空间变化的彩色图谱，精确对应着施加的应变和压力。
根据新闻稿所述，一个标准的低成本USB摄像头负责观察这种材料。由于触觉数据已经在物理上编码在了光谱本身之中，因此无需复杂、繁重的重建算法。
论文共同作者之一詹姆斯·巴斯菲尔德教授表示：“特别强大的地方在于，信息已经包含在光信号里了。你不再需要重建触觉——而是直接观察它。”
这一进展直接解决了基于视觉的触觉传感中长期存在的矛盾：速度与细节之间的取舍。此前，工程师们要么选择受繁重、导致延迟的计算流程影响的高分辨率低速系统，要么选择牺牲关键空间精度的快速实时系统。
这项新方法建立在多年来对可拉伸传感器的研究基础之上，最终打造出一个能直接将机械压力编码为清晰可见光学信号的系统。
多样化应用
通过将智能直接嵌入材料而非微芯片，这一创新为工业和医疗领域此前无法实现的应用打开了大门。
在微制造领域，它使机械抓手具备了处理微型部件所需的极致精巧性，能将细微的力度变化即时可视化。
在医疗保健领域，它为假肢提供了更丰富、更直观的触感。此外，它还能让外科手术机器人通过实时读取细微的压力特征，精确区分健康组织与僵硬肿瘤。
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