具身智能机器人要像人类一样理解世界，边看边摸视触觉融合感知能力是视触识别升至关键，也是觉传一大技术难点。当前，感器机器人在识别物体时，让机视觉和触觉通常由两套独立系统完成：一个负责“看”，器人一个负责“摸”。物体两种信息采集的准确位置不同、时间不同，率提在复杂操作中容易出现信息错位和信号干扰，边看边摸限制了机器人对环境的视触识别升至准确感知。

近日，觉传中国科学院深圳先进技术研究院材料人工智能研究所研究员陈明、感器杨春雷团队联合新加坡南洋理工大学教授魏磊团队在《自然·传感》发表最新研究，让机有望解决这一难题。器人团队研发出了一种高灵敏度、低信号串扰的仿生视触觉传感器，在单一柔性材料单元内，实现了光电信号与压力信号的同源、同步感知。这项研究为柔性多模态传感提供了一种全新的材料与器件范式，有望为具身智能、人机交互和精密制造等领域带来新的“同源感知”方案。

目前，负责“看”的光电传感器与负责“摸”的压力传感器，往往在空间上分离布置，两种信号采集的时间也不同步，需要后期算法进行融合。“这形成了‘信息孤岛’。”陈明分析，传感器在物体材质区分、动态环境感知、多物理场同步监测等复杂任务中容易出现信息错位和信号干扰，限制系统对环境信息的综合理解能力。

研究团队注意到，海胆的管足在自然界中是一种独特的感知单元——其感光细胞和机械感觉细胞集成在同一个生物结构内，能够在局部完成信息整合。受此启发，团队提出了一种新的设计思路：将光电感知和压力感知集成到同一个柔性材料单元中，实现“同源、同步”的视触觉感知。

团队设计了一种垂直集成的传感器结构。该器件包含两个功能层：上层负责感知光，下层负责感知压力，两者通过共享电极垂直集成。两种信号通过独立的通道读出。

“实验数据表明，传感器对不同材质表面的细微差异具有较高敏感度，同时也验证了光电与压力两种信号能够各自独立工作、互不干扰。”陈明介绍。

研究团队进一步验证了该传感器在三种典型场景中的实用性。在物体识别中，5×5传感器阵列对铝合金、尼龙、硅橡胶等10种不同材质和结构的物体进行识别时，纯光模式准确率仅41%，纯压力模式为80%，而光电—压力同源模式的准确率提升至96%。

在机器人导航中，集成了36个传感器的球形机器人，在模拟火场中的自主导航成功率达94%。在土壤监测中，该传感器同时追踪了土壤湿度和光照强度的日变化规律，在园土、细河沙、红黏土三种土壤类型中的双模态识别准确率超过99%。

“在实际场景中，单一模态的信息往往不足以支撑复杂任务，需要两种感知方式协同工作。”陈明介绍，该研究首次将海胆管足的仿生范式转化为人工材料体系，为柔性多模态传感提供了全新的设计思路。它证明了“同源同步感知”在原理上的可行性，实现了从传统的“先看后摸”到全新的“同源感知”的技术转变，有望为具身智能、人机交互和精密农业等领域提供新的技术选项。

据了解，团队相关核心传感器专利已获得授权，并获批建设深圳市光电异质集成传感器中小试基地。当前，团队与多家企业建立合作关系，推动柔性传感器在具身智能、智能制造、医疗健康等领域的产业化应用。未来，团队将进一步推进该传感器的小型化和阵列化集成，探索在灵巧手视触觉感知等场景中的应用。

具身智能机器人要像人类一样理解世界，视触觉融合感知能力是关键，也是一大技术难点。当前，机器人在识别物体时，视觉和触觉通常由两套独立系统完成：一个负责“看”，一个负责“摸”。两种信息采集的位置不同、时间不同，在复杂操作中容易出现信息错位和信号干扰，限制了机器人对环境的准确感知。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院材料人工智能研究所研究员陈明、杨春雷团队联合新加坡南洋理工大学教授魏磊团队在《自然·传感》发表最新研究，有望解决这一难题。团队研发出了一种高灵敏度、低信号串扰的仿生视触觉传感器，在单一柔性材料单元内，实现了光电信号与压力信号的同源、同步感知。这项研究为柔性多模态传感提供了一种全新的材料与器件范式，有望为具身智能、人机交互和精密制造等领域带来新的“同源感知”方案。

目前，负责“看”的光电传感器与负责“摸”的压力传感器，往往在空间上分离布置，两种信号采集的时间也不同步，需要后期算法进行融合。“这形成了‘信息孤岛’。”陈明分析，传感器在物体材质区分、动态环境感知、多物理场同步监测等复杂任务中容易出现信息错位和信号干扰，限制系统对环境信息的综合理解能力。

研究团队注意到，海胆的管足在自然界中是一种独特的感知单元——其感光细胞和机械感觉细胞集成在同一个生物结构内，能够在局部完成信息整合。受此启发，团队提出了一种新的设计思路：将光电感知和压力感知集成到同一个柔性材料单元中，实现“同源、同步”的视触觉感知。

团队设计了一种垂直集成的传感器结构。该器件包含两个功能层：上层负责感知光，下层负责感知压力，两者通过共享电极垂直集成。两种信号通过独立的通道读出。

“实验数据表明，传感器对不同材质表面的细微差异具有较高敏感度，同时也验证了光电与压力两种信号能够各自独立工作、互不干扰。”陈明介绍。

研究团队进一步验证了该传感器在三种典型场景中的实用性。在物体识别中，5×5传感器阵列对铝合金、尼龙、硅橡胶等10种不同材质和结构的物体进行识别时，纯光模式准确率仅41%，纯压力模式为80%，而光电—压力同源模式的准确率提升至96%。

在机器人导航中，集成了36个传感器的球形机器人，在模拟火场中的自主导航成功率达94%。在土壤监测中，该传感器同时追踪了土壤湿度和光照强度的日变化规律，在园土、细河沙、红黏土三种土壤类型中的双模态识别准确率超过99%。

“在实际场景中，单一模态的信息往往不足以支撑复杂任务，需要两种感知方式协同工作。”陈明介绍，该研究首次将海胆管足的仿生范式转化为人工材料体系，为柔性多模态传感提供了全新的设计思路。它证明了“同源同步感知”在原理上的可行性，实现了从传统的“先看后摸”到全新的“同源感知”的技术转变，有望为具身智能、人机交互和精密农业等领域提供新的技术选项。

据了解，团队相关核心传感器专利已获得授权，并获批建设深圳市光电异质集成传感器中小试基地。当前，团队与多家企业建立合作关系，推动柔性传感器在具身智能、智能制造、医疗健康等领域的产业化应用。未来，团队将进一步推进该传感器的小型化和阵列化集成，探索在灵巧手视触觉感知等场景中的应用。