机器人仅凭“手感”就能判断番茄成熟度中国科学报

不用看、只用摸，仅凭“手感”，就能判断一颗番茄的成熟度。现在，机械手正在习得这种人类经验。它所依赖的，是一款特制的“电子皮肤”。近日，中国科学院自动化研究所（以下简称自动化所）研究员程龙团队研发了一款“触觉—接近觉”双模光电传感器，并提出一套通用的“接近—触觉伺服控制框架”，为下一代机器人提供了这种“皮肤感知”能力。

近日，相关工作以“一种触觉—接近双模光电传感器的实现及应用”（A Tactile-Proximity Dual-Mode Photoelectric Sensor: Implementation and Applications）为题，在线发表于IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS期刊。

触觉-接近觉双模光电传感器展示。自动化所 供图

在人机交互和智能操作任务中，触觉与接近觉（非接触式感知）至关重要。机器人不仅需要“能看”，更需要“可摸”和“可感”。然而，目前大部分机器人传感器只能实现“碰到才知”（纯触觉），或者只能“远远看着”（纯接近觉）。有些双模传感器虽然试图兼顾两者，却常常面临体积庞大、易受环境干扰、不同感知模式互相串扰等问题。更进一步地，很多设计无法在同一个器件内独立、稳定地运行两种感知模式，导致机器人在复杂任务中“手忙脚乱”。

为解决这些难题，自动化所团队另辟蹊径，全部采用光电原理研发了该款触觉—接近觉双模光电传感器，通过两种不同结构实现双模感知。其中，触觉靠“可变光路”，即外力使柔性盖板下压，遮挡红外光路，光强变化转化为压力信号；接近觉靠“表面反光”，发射红外光并接收物体反射光，通过光强判断距离和表面属性（如颜色、光滑度）。两种感知模式互不干扰，可以同时有序运行。