中国科学技术大学工程科学学院：基于液态金属的连续体触觉传感研究取得新进展
2026-06-30
多模态触觉感知是人形机器人实现灵巧操作、人机交互和环境自适应的关键能力。然而，传统的柔性电子皮肤主要依赖于离散的传感器阵列，面临布线复杂、柔韧性受限以及软硬界面机械可靠性低等固有瓶颈。为突破这一困境，研究团队创新性提出“连续体触觉感知”新思路，通过单一、无结构的液态金属界面即可实现按压、位置与滑动等多种触觉信息的连续感知，大幅简化了系统结构。
研究发现，液态金属界面的双电层（EDL）电压会随机械变形发生动态变化；更重要的是，当导电石墨接触液态金属时，由于界面电荷转移效应，触觉信号可实现超过100倍的协同放大，将原本微弱的界面响应转化为高灵敏、可稳定读取的电信号。这一“接触放大”机制为高性能柔性触觉传感提供了全新的底层机理。
基于这一独特的信号放大机制，团队进一步构建了几何编码双通道感知策略，在5×5厘米液态金属平面上实现了高精度二维位置识别和8个方向的滑动轨迹辨识。与传统阵列式电子皮肤不同，该系统无需像素化传感单元，仅依赖连续界面即可完成空间触觉定位与运动方向解析，展现出“无阵列化”触觉感知的独特优势。研究团队还搭建了人形机器人触觉演示系统，通过实时解析触觉信号，实现复杂动作序列重建，并进一步驱动LED阵列完成视觉反馈验证，展示了该技术在人机交互系统中的应用潜力。
该研究建立了基于连续液态金属界面的全新触觉感知范式，为下一代人形机器人电子皮肤提供了新的技术路线。未来，该技术有望应用于人形机器人触觉系统、可穿戴设备等领域，使机器人具备更加接近人类皮肤的连续触觉感知与环境交互能力。
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