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5年,闯过科技“无人区”

2025-06-25 22:17

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“5年前,我们团队开始瞄准电子皮肤的柔性电子传感器开展科研攻关,那时候拥有‘大脑’的人形机器人还没有诞生。”陈毅豪说,科技创新,就是要勇闯无人领航的“无人区”。

早期的机器人仿生皮肤多为硅胶材质,更侧重于仿造人体皮肤的超薄柔软的形态。传统的、硬邦邦的传感器,则难以与机器人手部柔软的表面完美贴合,且只能实现压力的测量,不能实现摩擦力的信号解析。

“无材料、无装备、无标准”,这是科学家们面临的最大困境。在项目启动初期,光为了确认研究哪种原理和种类的传感器,团队就花了近2年时间。他们几乎把市面上所有的传感器类型都测试了,尝试了十多种方案。

无数次的推翻重来,实验结果始终不尽如人意。一腔热情的科研人员曾一度深受打击。有人不甘心失败继续尝试,也有人因为“久攻不下”而彷徨不前,还有人被“挖墙脚”离开团队。

过去的几年间,陈毅豪和队员们过着清华大学的实验室和位于嘉兴的浙江清华柔性电子技术研究院“两头跑”的生活,柔电院也重金招聘了几名专业对口的科研人员及时补充力量。

更大的挑战来自触觉传感领域。为了解决相应的力学测试问题,团队引入力学领域专家。受人类皮肤中机械感受器的空间分布特征启发,2023年,团队克服传统刚性传感器又厚又硬的特质,终于“死磕”出了能够从物理层面直接识别压力、摩擦力和应变的多向仿生触觉传感“皮肤”。

陈毅豪记得,那是一个冬天,他们几个人围在实验桌旁,去检测电子皮肤能否感知不同物体的新鲜度。他们选取了猕猴桃、桃子、李子和西梅4种水果,结果显示,电子皮肤仅靠触碰,就能准确区分4种水果的不同成熟状态。“成了!”不知现场谁喊了一句。随后,大家都不约而同地欢呼起来。陈毅豪兴奋地当晚多吃了一碗饭。

而在陈毅豪等人埋首闯关之时,人形机器人的发展也步入“快车道”。

2022年,业内出现一个标志性的事件:特斯拉正式发布人形机器人Optimus(擎天柱),展示了它在汽车工厂搬运箱子、抓取金属棒的视频,并表示将规模化生产。

2024年被称为我国人形机器人商业化元年。我国自主研发的通用人形机器人“天工”亮相。此后,写毛笔字、翻跟斗、泡工夫茶等拥有十八般武艺的国产人形机器人不断涌现。今年,人形机器人跑完马拉松之后,全球首个人形机器人格斗赛又开打。随着人工智能算法、核心零部件、智能制造等技术的不断发展,人形机器人正在全方位走进人们的生活。

有了仿生的大脑和骨骼,对于更高要求的具身智能(指机器人、无人机、智能汽车等智能体,能够通过身体与环境的动态交互实现自主学习和进化)就迫切需要传感器来搜集外界信息。这就好比五官对于人类的重要性。因此,触觉传感器被部分业内人士称作“具身智能的最后一块拼图”。

“面对具身智能发展道路上必须解决的难题,现在我们有了自己的解法。”陈毅豪说,正是前瞻性的科学攻关,让他们快人一步,在国际上首次研制出具有仿生三维架构的新型电子皮肤系统,该成果也发表在国际学术期刊《先进传感研究》杂志上。

作者: 编辑:夏沁

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