柔性传感器与智能系统研究组

自感知人工肌肉

受肌肉肌梭启发，本文提出的自感知人工肌肉(SSAM)可以通过本体集成的多段感应线圈感知其长度变化(＜0.01 mm)，该长度感知不受载荷、驱动压力或肌肉形状影响。基于SSAM的仿生蚯蚓和仿生手臂具备类生物的交互响应能力。

仿生手"触诊-把脉"

受人手的启发，本文提出了一种仿生的软手指，通过无缝集成的导电纤维线圈实现自解耦弯曲和力传感，最高角度分辨率和力分辨率分别为0.02° 和0.4 mN。其能够通过简单的触摸来实现物体柔软度检测，并用于肿块检查和脉搏采集，凸显了其作为机器人医生的潜力。

双模态电感式传感器

本文提出了一种通过频率复用实现的双模态传感器，分别利用电涡流效应实现高灵敏度压力感知（1mN分辨率）和磁阻效应实现高分辨率弯曲传感（0.44°），并演示了其在移动软体机器人感知和可穿戴人机交互界面方面的应用。

亚微米分辨率位移自感知

本文提出了一种针对小型化电磁致动器的位移自感知技术，基于电涡流效应的频率特性设计了一种驱动-传感一体化电路SDSDC，实现了0.03µm的位移自感知分辨率，在自动对焦马达、音圈电机、元宇宙等领域都具有广泛的应用前景。

可重构电感式多维力传感器

本文提出了一种基于电感位移测量的可重构多维力传感器，利用线圈阵列实现对导电目标靶的多维位移/旋转的测量，并借助弹性体实现多维力/力矩的解耦。同时，该传感器通过简单的重构能够实现从测量xyz三轴力到测量xy轴力矩，z轴力的功能重构。

非阵列式柔性电容触觉

本文提出了一种基于差分三电极结构“电容对”的方案，只利用两个电容式传感器实现了压力和位置的同时感知，可为智能、安全、高效的物体抓取和操控提供感知信息，为实现可在真实场景中应用的触觉感知提供一种新方案。

线圈阵列接近感知

本文利用一种打印的LM线圈阵列实现了多种物体的非接触式感知，并通过线圈不同频率的响应识别物体的类型。（与韩国浦项科技大学合作）

分体感应角度传感

本文提出了一种基于柔性线圈与铁磁性薄膜或者导电膜之间磁场耦合实现的分体式感应角度传感原理，其在消费电子、可穿戴传感、折纸机器人等领域都具有良好应用价值。

折纸机器人感知

本文提出了一种基于柔性线圈多次折叠的长度传感原理，用于折纸机器人长度和爪手弯曲角度的感知，在此基础上研制了一种水下智能夹爪。（与香港中文大学合作）

柔性角度传感器(SIAS)

本文提出了一种全新的基于柔性平面电感的直接角度/曲率测量技术。柔性线圈的电感取决于其变形后的三维空间形状，该角度测量原理是一种体积测量方法，可以实现极高的分辨率（0.01度以下）和稳定性（0.5度/50000次），无迟滞，响应速度快，且对导电材料和基底材料性质不敏感。该研究工作还验证展示了其在自感知折纸结构、可穿戴传感和软体致动器感知等领域的应用潜力。

柔性触觉传感器(SITS)

本文提出了基于非接触式变形测量原理的柔性力和触觉传感技术，研制了基于平面线圈和导电薄膜的电感式柔性压力传感技术。该传感器能实现出色的性能，分辨率高、响应速度快、迟滞小、不饱和。实验展示了同一传感器既能检测羽毛触碰的微小压力，也能测量锤子敲击的冲击力，并且能在水中等恶劣环境中工作。该传感器可用于医疗手术器械和工业机械抓手等复杂场景的传感系统中。

软体机器人感知(SRP)

躯体感觉（本体感觉和触觉）是生物得以生存和与环境交互的基础感官之一，也是实现智能化软体机器的基础。软体机器人以其“无穷多”自由度，柔软易变形的特点，感知软体机器的本体形状和环境刺激一直是一个难点。各类柔性线圈可以无缝嵌入到人工肌肉中，实现对多模态形变的直接感知，具有高精度、高速响应等特点，有望为软体机器的感知和反馈控制提供一种可行方案。