辨識20種不同布料質地　中國科學家發明先進人工觸覺系統

編譯／Elisa

人類用手指輕輕劃過物體表面時產生的靜壓力（static pressure），和高頻震動（high-frequency vibrations）來辨識物體。而開發人工觸覺系統最大的障礙，就是在感知和識別物體紋理與粗糙度等表面特性時，具備能檢測到靜壓和震動的高靈敏度，及鬆弛度反應速度，才能感受到最小能達幾微米觸感帶來的微弱刺激，並分析表面特徵的間距。也因此，人工觸覺系統通常會使用兩個檢測靜壓和震動的感測器，和兩個用於收集並處理不同類型訊號的電路。

連人類指紋都複製的人工觸覺系統

現在中國深圳南方科技大學科學家團隊，開發出一種物體分辨率可比擬人類手指的人工觸覺系統，分辨斜紋布、燈芯絨和羊毛等布料的紋理。研究領導者郭傳飛（Chuan Fei Guo）與同僚設計出一種靈活的滑動感應器（slip sensor），複製了人類指紋特徵，在觸摸或滑過表面時，能檢測表面紋理等微觀細節。

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高時空解析度讓人工觸覺更靈敏

感應器採用可調節電雙層（electrical double layer）與奈米極電荷分離（nanoscale charge separation）技術處理電容訊號，靈敏度可高達519 kPa-1，高時空解析度（spatial resolution）可達15m（間距）*6m（高度），因此能夠區分間距緊密的微觀表面特徵。研究團隊利用系統分辨20種不同織物，準確率可達98.6%，還能透過視覺化界面顯示結果。開發者將這套人工觸覺系統結合機器學習，安裝在手部義肢上，有望提升機器人或人類義肢觸覺功能，甚至運用在虛擬實境技術上。

資料來源：Interesting Engineering

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