机器人终于能读懂你的抚摸了波动智能

触觉，是 AI 感知世界的最后一块拼图，而情感触觉，则是人类社会行为中最隐秘、最深层的那一块。

人类的情绪交流从来不是仅靠语言完成的。一个拥抱、一只手轻轻搭在肩上、一次缓慢的抚摸，都能在瞬间改变一个人的情绪状态。心理学研究早已证明，轻柔触碰能降低焦虑、提升信任、增强亲密感。

在皮肤深处，有一套专门负责这种“情绪触觉”的神经系统——C‑LTMR（C‑低阈值机械感受器）。它们不是用来感受疼痛，也不是用来感受强压力，而是专门对轻柔抚触敏感。更关键的是，它们把信号直接送往岛叶皮层——大脑中负责情绪体验的区域。

这就是为什么轻轻抚摸宠物，它会眯起眼睛，为什么人类的安慰动作总是缓慢、轻柔、顺着毛发方向。 C‑LTMR 是情绪触觉的生物学基础。

但现有的电子皮肤和触觉传感器几乎都无法模拟这种机制。它们要么太硬、太机械，要么只能识别压力大小，完全无法捕捉“轻柔抚触”这种带有情绪色彩的触觉模式。更别提复现 C‑LTMR 那种神经系统特有的“倒U 型速度编码”——一种只有在特定速度区间（比如 1–10 cm/s）才会产生最强情绪反应的神经规律。

于是，AI 在触觉上一直停留在“机械感知”的阶段，距离“情绪理解”还差一整个神经系统。

而这篇发表在Nature Communications的研究，正是第一次让 AI 拥有了这样一套系统。

研究团队来自东南大学与新加坡国立大学，他们是由东南大学吴俊团队和新加坡Chengkuo Lee团队组成，这是一个典型的跨学科组合，柔性电子、摩擦电学、仿生材料、MEMS、AI、机器人情绪交互……从材料到神经编码，从信号到情绪理解，他们几乎重建了一个“人工触觉神经系统”。 他们把它命名为BioAI²——全球首个仿生毛发式情感触觉 AI 接口。

这是 AI 第一次真正接近“触觉中的情绪”。

01、仿生结构：从毛发到神经的全链路模拟

要让 AI 理解情感触觉，必须从最基础的生物结构开始模仿。 而自然界最敏感的触觉结构，不是皮肤本身，而是毛发。

毛发与毛囊构成了一个天然的机械放大器。 轻轻拨动一根毛发，力、位移、方向、速度都会被放大，再传递给毛囊中的 C‑LTMR。 这就是为什么轻抚总是顺着毛发方向；为什么动物能在极轻微的触碰下做出反应。

BioAI² 的设计灵感正是来自这一点。 研究团队没有从传统的“压力传感器”思路出发，而是从“毛发”开始重建触觉系统。

图1：BioAI²的结构和情感触觉感知机制。

他们构建了一个三层仿生结构。

最外层是 Ecoflex 毛发层， Ecoflex 是一种柔软、电子亲和性极强的材料。当手指滑过毛发时，摩擦电效应会在毛发与皮肤之间产生电荷转移，触发脉冲信号。 这层结构就像人类的毛发，负责“感受”。

中间层是 PVC‑DBA 纳米网格。 这是一个极其均匀的导电层，负责位置定位、电荷分布和信号一致性。 它的均匀性越高，定位越精准，触觉的“空间分辨率”越高。 它对应人类皮肤中的“毛囊神经结构”。

最底层是四电极神经纤维， 只用四个电极，就能把多维触觉信息传输到 AI 模块。 这是一个极简但高效的“人工神经系统”，负责把触觉信号送往“人工大脑”。

而真正让 BioAI² 变得“像神经系统”的，是它的信号生成方式。

传统传感器需要 ADC（模数转换器）把模拟信号转成数字信号，再进行处理。 但 BioAI² 不需要。 它直接通过摩擦电效应生成“类神经脉冲”——尖峰、短促、离散，和生物神经元的放电模式几乎一模一样。

当手指滑过毛发时，会经历一个完整的接触—分离周期。 研究把它分成 S1 到S5 五个阶段，每个阶段都会导致电荷重新分布，最终形成一串脉冲。 这些脉冲的频率、幅值、间隔，正是情感触觉的编码方式。

这也是 BioAI² 能复现 C‑LTMR 倒U 型速度响应的关键。 轻柔抚触的速度越接近“情感区间”，脉冲频率越高；太快或太慢都不行。 这与人类神经系统的行为完全一致。

BioAI² 不只是“测到了触觉”，而是“测到了情绪触觉的神经编码”。

这在人工触觉领域，是第一次。

02、神经编码：人工系统首次复现C‑LTMR的倒U型规律

如果说仿生毛发结构让 BioAI² 拥有了“皮肤”，那么它真正像人类一样理解情感触觉的关键，在于它的“神经编码”。 这部分是整篇研究最令人惊讶的地方——一个人工系统，第一次复现了人类 C‑LTMR 的倒 U 型速度响应规律。

图2：摩擦电实现的BioAI²神经模拟中风感知。

在生物学中，C‑LTMR 对轻柔抚触的反应并不是线性的。 速度太慢，神经元几乎不放电；速度太快，它也会“拒绝响应”。 只有在一个非常窄的速度区间内——大约 10 到 200 mm/s——C‑LTMR 才会爆发出最强烈的神经脉冲。 这就是为什么“轻轻抚摸”有情绪效果，而“快速划过”没有。

BioAI² 的毛发结构在摩擦电效应下产生的脉冲信号，竟然呈现出与 C‑LTMR 几乎一致的倒 U 型曲线。 当手指以不同速度滑过毛发时，脉冲频率先升后降，峰值恰好落在同样的“情感触觉区间”。 这不是巧合，而是结构、材料、摩擦电机制共同作用的结果。

更重要的是，这种脉冲不是模拟出来的，而是自然生成的。 它不依赖 ADC，不依赖复杂电路，也不依赖算法拟合。 它就是在毛发与皮肤的接触—分离中，自然形成的“类神经尖峰”。

这意味着什么？意味着 AI 第一次拥有了一个可以“量化情绪触觉”的物理基础。 意味着触觉情绪识别不再只是深度学习的黑箱，而是有了与生物系统对应的神经编码机制。 意味着人工触觉第一次真正触碰到“情绪”的边界。

在过去的电子皮肤研究中，触觉信号往往是连续的、模拟的、机械的。 而 BioAI² 的脉冲信号是离散的、尖峰式的、神经样的。 这让它不仅能识别触觉动作，还能识别触觉背后的情绪倾向。

这是人工触觉领域的一个分水岭。

03、多维触觉感知力、速度、位置的全解耦

如果说倒 U 型编码让 BioAI² 拥有了“情绪神经”，那么它的多维触觉感知能力，则让它真正具备了“理解触觉”的基础。 力、速度、位置——这三者在传统传感器中往往是耦合的，很难同时精准测量。 但 BioAI² 通过仿生结构与摩擦电机制，把这三种信息自然分离了出来。

图3 ：连续力和位置的多维传感能力。