隨著具身智能技術的發展，觸覺傳感器作為機器人實現與環境深度交互和自主感知的核心能力，正受到前所未有的關注。智能制造、醫療輔助、服務機器人等領域不斷拓展，機器人與人類的互動場景日益豐富，對高階觸覺感知提出了更高要求。觸覺傳感器不僅是機器人精細操作、環境理解和安全交互的基礎，也是實現具身智能不可或缺的一環。
然而，目前的觸覺傳感系統在空間分辨率、多維感知和信號解讀能力等方面仍與人類觸覺存在顯著差距。例如，傳統電子皮膚（e-skin）雖具備多模態感知能力，但在提升空間分辨率和融合多種物理信號時，常受限于電極密度高導致的信號串擾及讀出電路復雜等技術瓶頸。視觸覺傳感器（visuotactile sensor）則通過成像手段實現亞毫米級分辨率，但在多光譜感知等方面依然面臨挑戰（圖1）。如何突破現有技術瓶頸，賦予機器人類人觸覺，是具身智能領域亟待解決的關鍵科學問題。
圖1 安裝有多模態視觸覺傳感器的靈巧手渲染圖
在此背景下，如何突破觸覺傳感器的分辨率極限、提升多模態融合能力，并實現多模態觸覺信號解讀，成為推動機器人“類人觸覺”發展的核心科學問題。
圖2 生物啟發的觸覺傳感器原理及其應用場景
近日，清華大學深圳國際研究生院丁文伯團隊聯合國內外多家單位，成功研發出一種受鴿眼啟發的多模態高分辨率觸覺傳感器(SuperTac)，實現了機器人觸覺感知能力的重大突破(圖2)。相關成果以“Biomimetic Multimodal Tactile Sensing Enables Human-like Robotic Perception”（仿生多模態觸覺傳感實現類人機器人感知）為題發表于《Nature Sensors》(《自然·傳感器》) 。
圖3 觸覺傳感器內部結構及功能表征
該團隊開發的SuperTac傳感器，創新性地將中紅外至紫外波段的多光譜成像與摩擦電信號相結合，提出了基于導電聚合物、熒光層、反射層和支撐層的多層超薄感知皮膚。SuperTac具備力感知范圍調整能力，并實現了微米級的高分辨率和多模態高精度測量 (力、位置、溫度、接近、振動)，并且對于不同物理屬性如材質、紋理、滑動、碰撞和顏色等信息的感知精度均超過94%（圖3）。
圖4 觸覺感知模型及應用實驗
為了充分挖掘傳感器的多模態感知潛力，團隊還自主構建了擁有8.5億參數的觸覺語言模型DOVE，能夠理解豐富的觸覺信息，賦予機器人類人觸覺感知和環境理解能力(圖4)。目前，SuperTac (圖5)已成功集成至機器人靈巧手中(圖6)，支持遠程實時狀態反饋，有望在制造、醫療、服務機器人等領域發揮變革性作用。
圖5 觸覺傳感器實物圖
圖6 安裝SuperTac觸覺傳感器的靈巧手
本研究得到了國家重點研發計劃、深圳市科技計劃項目、廣東省創新創業研究團隊項目以及清華大學深圳國際研究生院–深圳鵬瑞青年教師項目的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s44460-025-00006-y
《人形機器人技術及市場-2025版》
《傳感器技術及市場-2026版》
《機器人傳感器技術及市場-2022版》
《可穿戴傳感器技術及市場-2025版》
《印刷和柔性傳感器技術及市場-2024版》
《觸覺技術及市場-2024版》
《協作機器人（Cobot）技術及市場-2022版》
