據麥姆斯咨詢報道，近期，倫敦瑪麗女王大學（Queen Mary University of London）開發出一種新型變色觸覺傳感器，使機器人能夠“看見”并實時“感知”觸碰信息。這一創新成果由該校工程與材料科學學院的博士后研究人員Giacomo Sasso提出并實現。該變色觸覺傳感器工作原理是將不可見的機械作用力轉化為動態的色彩圖案，使接觸、應變和壓力等觸碰信息能夠即時生成高分辨率分布圖。相關研究成果以“High-resolution real-time mechanochromic tactile sensors”為題，發表在《科學進展》（Science Advances）期刊上。
當壓力施加于柔軟的變色觸覺傳感器表面時，材料會產生空間變化的結構色（Structural Colors）。該結構色可由標準攝像頭即時捕捉并轉換為觸覺信息，無需復雜的重建算法。
這項變色觸覺傳感器技術支持開發能夠組裝微型組件的機器人夾持器，使其具備精密制造所需的細膩操作能力，并能實時呈現機械作用力的每一個細微變化。該傳感器也有望應用于醫療保健領域，使外部假肢（人工肢體）在執行精細的日常活動或臨床任務時，獲得更豐富的觸覺感知。同時，該傳感器還能讓手術系統通過讀取材料色彩響應所呈現的細微壓力特征，從而區分健康組織與異常組織。
與傳統的觸覺傳感器不同，該變色觸覺傳感器將傳感功能直接嵌入材料本身。機械相互作用力被轉化為色彩場，可由低成本USB攝像頭實時讀取，并且具有高分辨率、實時性等優點。
變色觸覺傳感器結構、工作原理及接觸形貌圖示例
Giacomo Sasso說道：“當你用手指按下電燈開關時，會產生海量的信息，這往往超乎人們的想象。人手包含超過10000個機械感受器來完成這一動作，然而觸覺感知至今仍是機器人技術面臨的主要挑戰之一。我們此次研發的變色觸覺傳感器正是為了解決該挑戰。”
本項目參與者James Busfield教授指出：“最令人矚目之處在于，相關觸覺信息已包含在光信號之中。這意味著你不再需要通過計算重構算法來感知觸覺信息，而是能夠直接觀測到它。”來自意大利佛羅倫薩大學、的里雅斯特大學和特倫托大學的項目合作者們對此表示贊同。
這一創新構想源于克服基于視覺的觸覺傳感器領域中一個長期存在的權衡難題的需求：高分辨率系統通常需要復雜的計算流程來重構接觸幾何形狀，從而導致延遲；而響應速度較快的系統往往又會犧牲空間細節。
該項目實現了軟體機器人觸覺傳感技術與材料科學研究領域的融合。該研究團隊基于在可拉伸傳感器和聚合物特性表征方面多年的研究積累，不斷提升了將機械柔性與功能性傳感相結合的能力。在此框架下，力致變色材料開辟了一條新路徑：這種材料無需依賴精密設計的微電子元件來解讀形變（即觸覺單元），而是自身充當傳感介質，直接將機械相互作用力轉化為可見的光學信號。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee5236
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