在机器人技术领域，触觉感知能力的提升一直是科研人员关注的焦点。随着具身智能技术的不断进步，机器人与人类的交互场景愈发多样化，这对机器人的触觉感知提出了更为严苛的要求。然而，现有的触觉传感系统在空间分辨率、多维感知以及信号解读等方面，与人类触觉相比仍存在较大差距。尽管视触觉传感器通过成像技术实现了亚毫米级分辨率，但在多光谱感知等方面仍面临诸多挑战。因此，突破触觉传感器的分辨率极限、提升多模态融合能力，并实现多模态触觉信号的精准解读，成为推动机器人实现“类人触觉”发展的关键科学问题。
近日，清华大学深圳国际研究生院丁文伯团队联合国内外多家科研单位，成功研发出一种名为SuperTac的多模态高分辨率触觉传感器，为机器人触觉感知领域带来了重要突破。该传感器从鸽眼的结构与功能中汲取灵感，创新性地将中红外至紫外波段的多光谱成像与摩擦电信号相结合，设计出一种基于导电聚合物、荧光层、反射层和支撑层的多层超薄感知皮肤。这种独特的设计使得SuperTac具备出色的性能，不仅能够实现微米级的高分辨率，还能进行多模态高精度测量，涵盖力、位置、温度、接近和振动等多个物理量。SuperTac还具备力感知范围调整能力，对于不同物理属性如材质、纹理、滑动、碰撞和颜色等信息的感知精度均超过94%，展现出卓越的感知性能。
为了充分挖掘SuperTac的多模态感知潜力，研究团队还自主构建了一个拥有8.5亿参数的触觉语言模型DOVE。该模型能够理解丰富的触觉信息，为机器人赋予了类人触觉感知和环境理解能力。通过DOVE模型，机器人可以更加精准地感知周围环境，并根据触觉信息做出相应的反应，从而提升与人类的交互体验。
目前，SuperTac已成功集成至机器人灵巧手中，并支持远程实时状态反馈。这一成果为机器人在制造、医疗、服务等领域的应用提供了有力支持。在制造领域，搭载SuperTac的机器人可以更加精准地操作和检测产品，提高生产效率和产品质量；在医疗领域，机器人可以利用SuperTac进行精细的手术操作，减少手术风险；在服务领域，机器人可以通过SuperTac感知用户的触觉需求，提供更加贴心和个性化的服务。
据悉，相关研究成果已以“仿生多模态触觉传感实现类人机器人感知”为题发表于《自然·传感器》期刊，为机器人触觉感知领域的研究提供了新的思路和方向。
