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突破极限！模拟人眼瞳孔的远距-近距-接触三模态新型柔性电容式传感器阵列
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摘要:
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1.文章导读
针对柔性接近-触觉电容式双模传感器在物理分辨率与感知距离无法兼得而难以广泛应用于具身智能的难题，华南理工大学谢颖熙课题组通过模拟人眼瞳孔控制光线进出的原理，在传统架构中引入类瞳孔动态屏蔽层，实现感知距离和分辨率的可实时动态调控，突破传统单元感知距离极限105%，并在SCI期刊《极端制造（英文）》上发表题为“A bio-inspired proximity-tactile sensor array with beyond-extreme detection depth for embodied intelligence”的文章，并入选为当期封面文章。
图1 模拟瞳孔的新型三模态电容式传感器架构。
2.图文解析传统传感器通常受到电极面积的限制，难以在保持高分辨率的同时增加感知距离，影响了其在具身智能中的广泛应用。为了解决这一问题，研究团队从人眼瞳孔的自适应机制中获得灵感。当人眼聚焦近物时，瞳孔会自动收缩以增加景深，而聚焦远物时，瞳孔会扩张以允许更多光线进入，从而提升远距离的感知能力。受此启发，在传统双模接近-触觉传感器架构中引入了类瞳孔动态屏蔽层，类似地控制电场线进入区域，实现感知距离和分辨率的实时调控。图2 所开发的三模态器件应用于家庭服务机器人，显著提升了机器人对小体积、小重量和柔性障碍物的感知能力，尤其是传统传感器难以识别的障碍物。
图3 所开发的三模态器件应用于具身智能交互，为机器人与人类的互动提供了精准的手势识别和目标定位功能。
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