觸覺交互系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界間的觸覺和運(yùn)動(dòng)覺交互，進(jìn)而革新了具身智能背景下人類的軀體感知體驗(yàn)方式。觸覺傳感器是蓬勃發(fā)展的觸覺交互系統(tǒng)領(lǐng)域中的核心組件，這類傳感器集成了壓敏材料與柔性電極。然而，因各層材料模量存在差異，傳感器多層結(jié)構(gòu)間產(chǎn)生的力學(xué)失配問題，始終是研發(fā)具備可靠界面穩(wěn)定性的高性能觸覺 / 壓力傳感器的一大挑戰(zhàn)。

北京理工大學(xué)沈國震教授、化麒麟教授與中國科學(xué)院王中林院士、胡衛(wèi)國研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究提出了一種新型可拉伸壓力傳感器，其敏感層采用自適應(yīng)模量設(shè)計(jì)，有效解決了壓敏材料與電極之間的分層等異質(zhì)界面問題。高穩(wěn)定性界面的構(gòu)建，使該壓力傳感器具備超高靈敏度（96.1 kPa?1），且線性相關(guān)系數(shù) R2＞0.995，靈敏度與人類皮膚相近。由可拉伸壓力傳感器陣列和多通道數(shù)據(jù)采集電路構(gòu)成的皮膚集成式觸覺交互系統(tǒng)，能夠通過無線方式將虛擬現(xiàn)實(shí)場景中不同位置的電信號輪廓可視化，實(shí)現(xiàn)對壓力分布反饋的感知。未來，這類具備高可靠性觸覺傳感性能的觸覺交互系統(tǒng)，在推動(dòng)人機(jī)無縫交互、提升沉浸式體驗(yàn)等方面擁有廣泛的應(yīng)用潛力。

圖1.皮膚集成觸覺界面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

圖2 復(fù)合壓阻材料（CPM）的設(shè)計(jì)與制備。

圖 3. 基于 CPM 的壓力傳感器的傳感機(jī)制。

圖 4. 壓力傳感器的性能。

圖 5. SPSA 的觸覺傳感和可視化性能。

文獻(xiàn)鏈接

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110911

來源：生物傳感器