新型柔性觸覺傳感器，日本研發機器人的“觸覺皮膚”？

在未來的人機交互中，觸覺或許會成為繼視覺和語音之后的又一關鍵接口。最近，日本慶應義塾大學的研究團隊在《光學快報》上發表了一項引人注目的成果：他們研發出一種柔性光學觸覺傳感器，這種薄如紙片的器件不僅能感知壓力的大小，還能準確定位觸碰的位置，靈敏度和穩定性都達到了業內領先水平。

與傳統剛性光纖不同，研究團隊采用了柔軟的PDMS（聚二甲基硅氧烷）作為基底，并通過一種被稱為“蚊針法”的工藝制造光路：利用注射器將液態樹脂注入柔性材料，再用紫外光固化，形成穩定的光學通道。這種方法不僅工藝簡潔，還能實現三維布線，讓傳感器在設計上更靈活。

據了解，該傳感器只有500微米厚、約5厘米長、1.5厘米寬，但其內部嵌入了四條聚合物光波導通道，實驗數據顯示，它的空間分辨率可達1.5毫米，響應時間僅需33毫秒，靈敏度在8.7–10.9dB/MPa之間（與點擊智能手機屏幕相當的指尖壓力），即使經過反復循環測試也依舊保持穩定。

如果說技術參數還顯得抽象，讓我們直接聚焦到具體的應用場景。設想一下，在工業生產線上，機器人手臂能夠通過這種傳感器判斷抓取力度，既不會捏碎易碎物品，也不會因為過度用力而對人類造成危險；在假肢領域，它能讓使用者重新獲得觸覺反饋，抓握動作更自然、更接近真實手感；在醫療器械中，外科醫生或許能借助它“感知”組織的質地，從而提高手術的精確度。甚至在日常生活中，這種傳感器也可能被集成到智能手套或健康監測貼片中，實時記錄壓力變化，為運動和康復訓練提供數據支持。

與常見的電阻式、電容式或壓電式觸覺傳感器相比，光學路線的優勢在于抗電磁干擾能力強，適合復雜環境使用，同時，多通道光路設計讓它具備良好的擴展性，可以輕松構建大面積觸覺陣列，而柔性基底的應用則讓它既能彎曲貼合，又能保持長期穩定。這些特性讓它在觸覺傳感的賽道上顯得格外獨特，相信隨著工藝的進一步優化和規模化生產，這類光學傳感器將會為醫療、工業乃至日常生活帶來深遠影響。