在工业4.0与人工智能深度融合的浪潮中，机器人正从 “程式化执行” 向 “环境自适应”演进。灵巧手是具身智能机器人实现自动化、智能化操作的关键设备。然而，缺乏触觉感知能力极大地限制了它们在复杂环境下的表现。
苏州航凯微电子技术有限公司自2021年成立以来一直致力于为各行业提供先进的触觉传感器解决方案，凭借其卓越的研发实力和创新精神，其推出的多模态触觉传感器，实现了为机器人灵巧手装上灵敏的“触角”，使其能够精准感知外部世界，进行更加智能、灵活的交互。
▍五大优势，克服传统触觉传感器局限
传统的触觉传感器大都为一维薄膜压力传感器，存在单一模态、迟滞和非线性差、低动态响应速度、批量一致性差、耐久性不足等问题，难以满足市场对高性能、高可靠性传感器的需求。
航凯微电推出的多模态触觉传感器拥有基于三维力感知的矢量重构算法、切向分量瞬时检测滤波算法、触觉融合算法。这些算法让传感器能精准解耦力矢量、感知瞬时切向力及运动方向、结合上位机图形化展示受力状态。使其成功克服了传统薄膜压力传感器的局限性，为机器人装上了“智慧大脑”，使其能精确分析受力状态，为复杂力控制提供精准依据。
具体来说，航凯微电多模态触觉传感器具有以下特点：
1.高精度测量：它拥有高灵敏度和分辨率，在20N量程范围内，最小可分辨力达0.01N，能敏锐捕捉细微的外力变化。这一特性使得灵巧手在抓取精细物品、易碎物体时，能够精准控制夹持力，有效避免物品损坏，同时提升对物体形态的识别精度。
2. 多模态感知：其多维度触觉感知能力是一大亮点。除了能够感知正压力，还能获取切向力信息，具备滑觉、接近觉感知功能。配合内部的温度传感器，实现了对物体接触时的温度感知。当传感器接触物体并施加不同方向的力时，它能够准确感知并区分各个方向的力的大小和变化，为灵巧手提供全面的触觉反馈，使其更好地理解外部环境。
3. 快速响应 ：具备快速的响应速度，实时捕捉力的变化，确保在动态应用场景中的实时性和准确性。多模态触觉传感器采用IIC通讯协议，最高输出频率可达300Hz，精度优于2%，确保了三个方向力的实时、精准测量。在冲击检测视频中，当物体突然撞击传感器时，它能迅速响应并精确记录力的变化过程，为灵巧手的实时控制提供了可靠的数据支持。
4. 小型化设计 ：传感器体积小巧，便于集成到各种设备和系统中，适应不同的应用场景和空间限制。
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5.性能稳定，可靠性高：在性能稳定性与可靠性上，经过大量实验验证，该传感器在承受10N、100万次以上按压后，仍能保持较高的性能水平，长期使用不易出现疲劳或性能下降现象，为机器人灵巧手的持续稳定运行提供了有力保障。
▍专利护航，感知强大适配各类应用场景
当将多模态触觉传感器安装到灵巧手上完成硬件适配，并结合航凯微电自研的基于多维力触觉的自适应抓取算法后，灵巧手的性能得到了质的飞跃。
灵巧手抓取各种物体的实测视频显示，无论是形状不规则的小物件，还是重量较大的物品，灵巧手都能凭借传感器提供的精准触觉反馈，自动调整抓取力度和姿态，轻松完成全场景自适应操作。
据悉，航凯微电这一成果已获国家发明专利《一种多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统及控制方法》。从公开的演示视频可见，航凯微电多模态触觉传感器通过三维触觉感知能力、切向力、冲击检测、滑动检测、接近触觉，结合高分辨率、高灵敏度特性，以及300Hz高响应频率与百万次按压零衰减的可靠性，在工业抓取、精密操作等场景中，全方位展现出强大的环境感知能力与广泛的场景适配性。
（文：机器人大讲堂）