北京理工大学与中国科学院：研究自适应模量压力传感器阵列，赋能无线触觉可视化

触觉交互系统能有效实现虚拟环境与现实世界间的触觉和运动觉交互，进而革新了具身智能背景下人类的躯体感知体验方式。触觉传感器是蓬勃发展的触觉交互系统领域中的核心组件，这类传感器集成了压敏材料与柔性电极。然而，因各层材料模量存在差异，传感器多层结构间产生的力学失配问题，始终是研发具备可靠界面稳定性的高性能触觉 / 压力传感器的一大挑战。

北京理工大学沈国震教授、化麒麟教授与中国科学院王中林院士、胡卫国研究员团队联合研究提出了一种新型可拉伸压力传感器，其敏感层采用自适应模量设计，有效解决了压敏材料与电极之间的分层等异质界面问题。高稳定性界面的构建，使该压力传感器具备超高灵敏度（96.1 kPa⁻¹），且线性相关系数 R²＞0.995，灵敏度与人类皮肤相近。由可拉伸压力传感器阵列和多通道数据采集电路构成的皮肤集成式触觉交互系统，能够通过无线方式将虚拟现实场景中不同位置的电信号轮廓可视化，实现对压力分布反馈的感知。未来，这类具备高可靠性触觉传感性能的触觉交互系统，在推动人机无缝交互、提升沉浸式体验等方面拥有广泛的应用潜力。

图1.皮肤集成触觉界面系统的设计。

图2 复合压阻材料（CPM）的设计与制备。

图 3. 基于 CPM 的压力传感器的传感机制。

图 4. 压力传感器的性能。

图 5. SPSA 的触觉传感和可视化性能。

文献链接

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

来源：生物传感器