长期以来，机器人虽在诸多领域展现出卓越能力，但在精细触觉感知方面却始终面临瓶颈，例如在抓取物体时容易出现掉落或过度捏紧导致损坏等问题。尽管科学家们尝试通过集成摄像头等工具来提升机器人的感知能力，但一种简单且经济高效的解决方案却迟迟未能出现。

近日，美国布法罗大学（University at Buffalo, UB）的研究团队开发出一种新型电子纺织品（E-textile），旨在解决这一难题。这项突破性技术在《自然通讯》（Nature Communications）期刊发表，其灵感来源于人手神经感知压力和抓取物体时滑动的方式，有望显著提升机器人的触觉和抓取能力。

布法罗大学工程与应用科学学院机械与航空航天工程系助理教授、RENEW研究所核心成员Jun Liu博士表示：“这项技术的应用前景非常广阔。它可应用于产品组装和包装等制造业任务，以及任何需要人机协作的场景。此外，它还有助于改进机器人手术工具和假肢。”刘博士是该研究的通讯作者，共同作者包括机械与航空航天工程系副教授Ehsan Esfahani博士，以及多位布法罗大学的学生和一位已成为芝加哥大学博士后学者的前布法罗大学博士生。

该研究的第一作者、刘研究小组的博士生Vashin Gautham指出：“我们的传感器功能类似于人类皮肤——它柔韧、高度敏感，并且能够独特地检测到压力以及物体细微的滑动和移动。这就像是赋予机器真实的触觉和抓握能力，这项突破可能彻底改变机器人、假肢和人机交互系统与周围世界的互动方式。”

研究人员将该传感系统集成到一对3D打印的机器人手指上，并安装到由Esfahani团队开发的柔性机器人夹持器上。Esfahani博士解释说：“这种传感器的集成使得机器人夹持器能够检测滑移并动态调整其柔顺性和抓取力，从而实现以前难以完成的在手操作任务。”

例如，当研究人员试图从机器人手指中拉出一段铜块时，夹持器立即感应到滑动并收紧了抓握。Esfahani博士补充道：“这个传感器是缺失的组件，它使机器人的手离像人手一样运作更近了一步。”这种微小的物体移动会在两种材料之间产生摩擦，进而产生直流电——这种现象被称为摩擦电效应（tribovoltaic effect）。

研究人员测量了传感系统的响应时间，发现其与人类能力相当。例如，根据实验的不同，系统响应时间在0.76毫秒到38毫秒之间。而人类触觉感受器通常在1到50毫秒内作出反应。

刘博士表示：“该系统速度极快，完全符合人类表现的生物学基准。我们发现滑移越强或越快，传感器响应也越强——这是非常有利的，因为它使得构建控制算法以使机器人精确行动变得更容易。”

研究团队计划对该传感系统进行进一步测试，包括集成一种名为**强化学习（reinforcement learning）**的人工智能形式，以期进一步提高机器人的灵巧度。这项创新有望为机器人技术和人机协作开启新的篇章，使其在复杂精密的任务中发挥更大作用。