如何让机器人在不捏碎薯片的同时，又能稳稳抓起光滑的果酱瓶？美国德克萨斯大学奥斯汀分校（The University of Texas at Austin）的工程师们近日给出了一种新答案。他们开发出一款名为FORTE的机器人手，通过将先进的触觉传感技术与软体机器人设计相结合，在抓取31种不同物品的测试中取得了91.9%的成功率，并能以100%的精度实时感知物体是否正在滑落。

这项研究的通讯作者、博士生尚思齐表示，当前家用机器人虽能完成折叠衣物等大动作，但在处理精细物品时仍显笨拙。“机器人可以叠衬衫，但可能很难小心地捡起你的眼镜，或者从购物袋里取出水果。”FORTE的设计正是为了解决这一“精细操作”的痛点。

仿生设计：从鱼鳍到指尖

FORTE的手指设计灵感来源于鱼鳍的“鳍条效应”。研究团队利用先进的3D打印技术，制造出内部具有中空气道的手指结构。当手指接近并抓取物体时，内部气道发生形变，导致气压变化。这些变化被指尖上小巧的商用传感器实时捕捉，为系统提供即时的力反馈，使其能够感知抓取力度并检测物体是否正在滑落。

这种设计的优势在于将传感功能集成于柔性结构本身，使机械手既拥有柔软的“皮肤”，又具备灵敏的“神经”。

实验验证：高成功率与精准滑动检测

研究团队对FORTE机械手进行了严格的测试，对象涵盖了31种形态、质地各异的物品：

• 易碎品：覆盆子、薯片

• 光滑物体：果酱罐、台球

• 日常用品：汤罐、苹果

实验结果显示，FORTE的表现远超传统依赖视觉反馈的夹持器。在单次抓取实验中，成功率高达91.9%。尤为突出的是其滑动感知能力：系统能检测出93%的滑动事件，且精度达到100%。这意味着它从不会错误地判断物体滑动而过度用力，只在必要时调整抓握，从而避免损坏物品。研究团队指出，虽然少数机器人夹持器具备滑动检测功能，但FORTE的反应速度尚无出其右者。

应用前景：从食品到医疗

这种兼具柔性、耐用性和可定制性的触觉技术，为需要精细操作的领域打开了新的大门。在食品加工行业，它可轻柔处理水果、烘焙产品；在医疗领域，它能安全操作精密器械或生物样本；在制造业中，它可用于处理电子元件或玻璃制品。

“人类拿起物品时，会用恰到好处的力度：太大就会捏碎，太小则会滑落。”该研究的合著者、助理教授Lillian Chin博士表示，“现有的大多数力传感器缺乏达到这种理想敏感度所需的速度和精度。而我们的传感器工作的时间尺度更接近人类手部传感器。”

这项研究成果已发表在机器人领域著名期刊《IEEE机器人学与自动化快报》（IEEE Robotics and Automation Letters）上。