双机制水凝胶触觉传感器

动静态触觉一体化

仿生水凝胶传感器通过摩擦电与离子超电容两种机制，同时捕获动态和静态触觉信息，并借助神经网络实现材料属性的智能识别。

Yu, Lv · Zhaolei, Ma · Jingle, Duan · Sun, Guifen · Wang, Peng · Sheng, Qu · 刘峰 · 孟垂舟 · 林秀娟 · 刘腾 · Guo S.

InfoMat 2025

参数信息

摩擦电单元峰值电压

14.64 V

信号衰减

5 %

离子超电容单元灵敏度

2.69 kPa⁻¹

响应时间

0.5 s

信号漂移

5 %

材料识别准确率

98.5 %

技术优势

动静态都能测

摩擦电单元检测动态交互（如敲击、滑动），离子超电容单元监测静态压力（如触摸、按压），两种机制集成于同一传感器。

信号稳定耐久

5000次循环后信号衰减小于5%，连续运行7天漂移低于5%，适合长期使用。

识别材料属性准

结合多层感知机神经网络，配备该传感器的机械手能以98.5%的准确率识别材料类型和硬度。

应用场景

• 电子皮肤：模拟人体皮肤的双模式触觉，用于机器人全身覆盖。
• 机器人触觉感知：同时获取动态和静态触觉，提升机器人对环境的感知能力。
• 人机交互界面：提供丰富的触觉反馈，改善人机交互的自然度和沉浸感。
• 智能抓取：识别物体材料与硬度，辅助机械手调整抓取力度和策略。
• 具身智能触觉模块：作为端侧触觉模块，为具身智能提供多模态触觉数据输入。