近日，华南师范大学光电科学与工程学院李昕明研究员团队在面向具身机器人的主动触觉感知系统设计方面取得重要进展。相关成果发表于《先进科学》（Advanced Science），并被选为当期封面论文。

当期期刊封面。研究团队供图

论文第一作者、华南师范大学光电科学与工程学院博士研究生周远志介绍，针对机器人在环境交互中对物体内外部特征感知的实际需求，团队提出一种基于主动探索行为与时频特征解析的人工触觉感知方法。通过滑动与振动两类主动探索行为，该方法可利用单一柔性压电触觉传感器，分别针对性感知物体的外部结构信息与内部属性信息。

在触觉感知与具身智能领域，如何借助有限的传感系统同时获取物体的外部形貌和内部属性，是实现机器人在复杂环境中高效交互的关键难题。现有技术多依赖多模态传感器融合，虽能提升信息获取能力，但往往带来系统复杂度高、信号耦合严重等弊端。相比之下，人类能够根据不同的感知目标，主动采取滑动、敲击或摇晃等探索动作，从而提取物体特定属性对应的触觉信息，这为人工触觉感知系统的设计提供了新思路。

针对上述挑战，研究团队提出一种基于主动触觉探索的感知方案，并研制了由PVDF压电薄膜和PDMS弹性柱构成的柔性触觉传感单元。该器件可响应低至0.02 N以下的微弱作用力，有效感知频率范围超过2000 Hz，且能分辨频率间隔小于1 Hz的信号成分。通过设计滑动与振动两类主动探索行为，并结合时域与频域特征分析，系统实现了对物体外部结构和内部信息的针对性感知：可分辨小于100 μm的边缘结构及小于1°的方向差异，同时能够识别不同液体类型。进一步地，团队将该传感单元集成至机器人灵巧手，成功完成了液体识别、外部结构感知及抓取决策等交互任务。

该研究在单一传感结构下实现了多维触觉信息获取，为机器人触觉感知及复杂环境交互提供了新的技术路径。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202509928