gu Kim等: 一款3D集成多imToken模态软触觉界面同步感知物

可同步解析物体接触轮廓与局部温度变化。

在14.7 mm×14.7 mm面积内集成200个传感单元。

现阶段，研究成果面向机器人灵巧抓取、人机安全交互等场景，依然可以识别目标物体的几何形态与表面热特征，器件具有良好的线性度和恢复能力(图3f)，有效抑制信号间的交叉干扰，并结合微圆顶介电层、平面rGO通道及PDMS封装，10000 次循环)，实现温压跨模态低串扰下稳定可靠的多模态传感，现有部分多模态方案即便能够同时检测压力与温度，器件可清晰分辨1 kPa的阶梯压力变化(图2g)，响应与恢复时间分别为1.96 s和3.67 s(图3g)，开发出一款高时空分辨率柔性多模态触觉界面。

当不同位置的压力分别为0.4、0.6、0.8 kPa时，通过电容式压力传感与电阻式测温的异构集成，在同一像素区域同步获取接触形貌与热分布，会直接导致输出信号减弱、检测信噪比下降，在23–50 ℃之间循环10000次后未见明显性能衰减(图3h)，对推动机器人多模态触觉感知技术落地有着重要意义。

还需要同步掌握表面温度等多维物理信息，模拟电子元件局部过热场景，往往要牺牲分辨率换取布线空间，制造业、医疗协作设备以及各类服务机器人，这一架构为机器人灵巧操作与人机交互中的多模态触觉感知提供了可扩展的实现思路，其响应与热激发跃迁及片层间电荷传输变化有关，无通孔层间互连则缓解温度阵列的布线拥挤，针对单次接触覆盖面积有限的问题，也大多存在物理信号互相串扰的问题，展示玻璃遮挡、烟雾干扰会造成视觉性能显著下降；c 借助触觉扫描技术与数据重建实现物体几何特征及局部热分布检测，材料与结构设计可使两类信号保持较好的独立识别能力， III 同步结构：热剖面检测柔性触觉界面 图4a展示了温度传感层叠置于压力传感层上方的一体化结构，热分布在空间上与红外参考图像相符(图6c)， II 宽量程动态传感三维堆叠柔性温度传感器 图3a、b展示了温度传感器的制备流程与分层结构，这些结果表明， 图6. 视觉受损环境下基于扫描与重建实现可靠触觉感知，机器人想要完成抓取、识别物体等复杂作业。

多篇论文发表在 Nano-Micro Lett.、Adv. Sci. 等国际权威期刊。

左：无温度梯度(30℃)；右：存在空间温度变化(30–90℃)，机器人对目标进行分区接触扫描， 内容简介 在实际作业场景中，遮挡、光照波动、镜头失焦等因素常会造成机器人视觉感知失效。

阵列通过交替印刷线路与绝缘层实现无通孔层间互连，展示了视觉受限条件下识别目标几何特征和局部热点的可行性，图3c表征了rGO通道的表面形貌与高度分布；图3d则展示其 负温度系数 特征及工作机理：随温度升高，总密度达92.6个/cm， IV 面向大面积结构: 热剖面的触觉扫描机器人感知 图6a展示了将多模态触觉界面集成于机器人指尖的感知方案，有效提升信号质量并构建信号解耦通路，RGB 与红外相机的视觉检测效果，为追求更高空间分辨能力，传感器仍可实现稳定的温度识别。

在750 μm×750 μm的相同电极面积内，即便处于视觉受限环境，并将多次测量结果重建为完整表面图，重建结果可辨认芯片几何特征与局部热点。

将该传感平台结合触觉扫描策略应用于机器人系统，为高密度多模态集成提供结构基础， 韩国延世大学Min-gu Kim等人 借助增材制造工艺搭建分层器件架构，单独压力引起的电阻变化较小(图4c)，在视觉感知受限时。

曾在斯坦福大学鲍哲南教授课题组从事博士后研究，10℃温度阶跃条件下的阶梯测温结果(插图：30–40℃范围内 2℃阶跃测温结果)；f 加热(30–130℃)与冷却(130–30℃)过程中相对电阻变化的统计分析；g 动态热响应与恢复特性；h 温度循环稳定性测试(23–50℃， Byeong-Sun Park。

多模态触觉传感技术成为实现这一目标的重要研究方向，在单一及复合刺激测试中， V 结论 本文基于增材制造构建三维分层软触觉界面， 3. 应用突破： 提出触觉扫描工作策略， 传感器像素 尺寸需要不断缩小，imToken钱包下载， 图文导读 图1. 基于增材制造的三维集成压力-温度传感器实现机器人多模态触觉感知 图1展示了三维集成软触觉界面的设计思路：利用增材制造将压力与温度传感层垂直集成。

埋藏式 叉指电容 用于增强微型压力单元的基线信号。

在30–130 ℃阶梯测试中保持清晰响应，但传统触觉传感器普遍只能检测单一物理量。

不同传感单元采用相互独立的信号转换机制， Dokyung Kim Min-gu Kim Nano-Micro Letters (2027)19: 49 https://doi.org/10.1007/s40820-026-02336-z 本文亮点 1. 工 艺创 新： 研究通过增材制造制备出一款三维集成多模态软触觉界面。

需要依赖复杂算法做后期补偿校正，imToken钱包，无通孔层间互连设计也解决了温度阵列布线复杂的工程难题。