多維力傳感器的技術(shù)躍遷：應(yīng)變陣列設(shè)計(jì)、多物理場耦合與深度學(xué)習(xí)解耦的融合創(chuàng)新
在機(jī)器人、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，多維力傳感器作為感知外界力的核心部件，正經(jīng)歷一場由柔性化與微型化驅(qū)動(dòng)的革命性變革。傳統(tǒng)多維力傳感器因剛性結(jié)構(gòu)、體積龐大，難以適應(yīng)復(fù)雜曲面或生物組織的貼合需求，而柔性化與微型化技術(shù)的突破，為解決這一難題提供了全新路徑。
柔性化方面，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的超輕量化柔性六維力傳感器堪稱里程碑。該傳感器僅重0.30克，尺寸為12×15×5mm³，采用銀摻雜多孔PDMS與網(wǎng)狀熱敏電阻陣列，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維力和三維力矩的高精度測量，響應(yīng)時(shí)間僅90毫秒。其獨(dú)特的5°斜面設(shè)計(jì)，結(jié)合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）解碼，使測量精度達(dá)到Fx/Fy的均方根誤差（RMSE）僅0.15-0.18N，Mz為0.26mN·m，為殘障人士輔助控制、醫(yī)療機(jī)器人精細(xì)操作等場景提供了突破性解決方案。
微型化領(lǐng)域，MEMS工藝與光基多模態(tài)感知技術(shù)的融合，正推動(dòng)傳感器向更小尺寸、更高集成度發(fā)展。例如，基于非激光光源的光學(xué)多模態(tài)感知技術(shù)，通過測量材料納米級(jí)形變獲取力覺信息，不僅精度更高、抗干擾能力更強(qiáng)，還能克服微型與異型場景的需求難題，廣泛應(yīng)用于人形機(jī)器人、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域。
