金刚石NV磁触觉传感器

无线防水 · 6.45 ms 识别

基于自旋在传感内计算架构，实现水下目标的快速触觉识别，兼具无线传输与可调压力响应。

Gao, Wei · 覃栎 · Jinyu, Tai · Zhiqiang, Xiang · 石云波 · Li, Xin · 温焕飞 · Li, Zhonghao · Zongmin, Ma · 郭浩 · 唐军 · 刘俊

Microsystems and Nanoengineering 2026

参数信息

识别率

95.1 %

识别时间

6.45 ms

技术优势

无需有线封装

采用无线磁信号传输，传感单元与读取端分离，从根源上消除电缆密封失效风险。

识别仅需6.45毫秒

基于金刚石NV中心的固定频率探测与神经网络算法，单次分类可在毫秒级完成，适合实时水下作业。

压力响应可调

通过微波多参数调控NV电子自旋共振，可根据应用需求调整传感单元的灵敏度，无需更换硬件。

五类目标准确率95.1%

在含0.1随机噪声的仿真数据上对五类海洋垃圾和生物分类取得95.1%准确率，验证了系统级识别能力。

应用场景

• 水下触觉传感：让水下设备无需复杂密封即可获得触觉感知与目标分类能力。
• 磁传感器阵列：用NV磁测量阵列替代传统霍尔或磁阻阵列，实现高速高灵敏探测。
• 柔性触觉电子皮肤：以磁化柔性膜作为力-磁转换层，使电子皮肤可弯曲且信号无线传输。
• 水下机器人触觉：为水下机器人提供毫秒级触觉识别，用于快速分辨垃圾与生物。