首頁機器人透過會變色的觸覺感測器「感知」觸覺
一台機器人觸碰一枚硬幣，感測其細微細節。圖片來源：倫敦瑪麗女王大學
倫敦瑪麗女王大學的工程師們開發出一種新型變色觸覺感測器，能讓機器人即時「看見」並感知觸覺。 這項概念由工程與材料科學學院的博士後研究員賈科莫·薩索（Giacomo Sasso）提出，其運作原理是將肉眼不可見的力轉化為動態色彩圖案。這使得接觸、應變和壓力的高解析度圖譜能瞬間呈現。
這項研究成果已發表於《Science Advances》期刊。
當軟性感測表面受到壓力時，材料會產生空間變化的結構色，標準相機可立即捕捉這些色彩，無需複雜的重建演算法。
從工廠車間到手術室
這項技術使機器人夾爪能夠以製造所需的精度組裝微米級元件，在這個過程中，任何細微的力道變化都能即時顯現。它在醫療保健領域也具有潛力，外部義肢在執行精細的日常或臨床任務時，將能獲得更豐富的觸覺感知。
與此同時，外科手術系統可透過直接解讀材料色彩反應所呈現的細微壓力特徵，來區分健康組織與異常組織。
內建於材料中的感測功能
有別於傳統的觸覺感測器，這套新系統將感測功能直接嵌入材料本身。機械互動會轉化為色彩場，並可透過低成本的 USB 攝影機即時讀取。這項研究已取得成果，展示了該領域的首個即時解決方案。
「你可能難以想像，當手指按下電燈開關時會產生多少資訊。人類的手部擁有超過 10,000 個機械感受器來執行這項任務，然而觸覺感測至今仍是機器人學領域的主要挑戰之一，」薩索表示。
「我們很高興能成功捕捉到指紋紋路，因為目前尚無任何現有技術能在相似的規模和簡便性下，重現如此高的感測器密度。 本專案的核心理念在於跳脫框架思考：與其嵌入密集且過度設計的感測器陣列，不如將感測功能融入材料本身，讓機械訊號直接轉化為色彩場，並透過簡單的低成本 USB 攝影機進行擷取。」此舉不僅能產生豐富的壓力分布圖，同時也簡化了系統架構。
來自義大利佛羅倫斯大學、的里雅斯特大學和特倫托大學的共同作者們一致認為：「特別強大之處在於，資訊已經存在於光訊號之中。你不再需要重建觸覺——而是直接觀察它，」詹姆斯·布斯菲爾德教授說道。
解決長期存在的權衡難題
這個構想源於克服視覺導向觸覺感測中長期存在的權衡困境：高解析度系統通常需要繁重的運算流程來重建接觸幾何形狀，從而引入延遲；而速度較快的系統則往往犧牲空間細節。
佛羅倫斯大學的費德里科·卡爾皮教授與巴斯菲爾德教授的合作，融合了軟體機器人學與材料科學兩個研究領域。基於多年來在可拉伸感測器與聚合物特性分析方面的研究成果，該團隊逐步提升了將機械順應性與功能性感測相結合的能力。
在此框架下，機械變色材料開闢了一條新方向：不再依賴高度工程化的微電子元件來解讀變形（taxels），而是讓材料本身成為感測介質，將機械交互作用直接編碼為可見光訊號。
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評論 (1)
0/500
![KennethLee]()
Wait, so the robot can literally see what it's touching? That's like giving it a superpower. But honestly, I'm more curious about how they keep the color-changing material from wearing out after a thousand touches. Also, imagine if this tech gets into cheap toys—kids would love a teddy bear that changes color when you hug it. 😄
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