第一作者：：李逸洲
通讯作者：：陈智明、、、罗坚义
配景介绍及内容概述
触觉在信息获取中起着主要的作用 ，，，纵然没有视觉 ，，，也可以通过触觉获取重大的信息。。。为了模拟人类手指的触觉感知 ，，，种种各样的触觉传感器已经被开发出来并应用在生物机械人上 ，，，以获取外界的信息。。。具有触觉感知的生物机械人现在主要关注物体的外貌信息 ，，，如形状、、、外貌纹理以及外貌质料的刚度和柔软度。。。配备触觉传感器的生物机械人可以模拟人类来感知物体的外貌特征信息 ，，，但从质料中获取表层下信息仍然具有挑战性。。。现在对表层下信息的获取主要照旧来自于光学途径 ，，，与人类视觉类似 ，，，光学CT可以在透明介质下识别具有差别光学特征参数的质料。。。然而 ，，，由于大大都介质的透过率较低 ，，，光学CT的现实应用保存一定的局限性。。。作为视觉的替换或赔偿 ，，，触觉可以与生物机械人兼容 ，，，为获取质料的表层下或内部信息提供另一种战略。。。
图1 人类手指和仿外行指的触觉感知机制
克日 ，，，壹号娱乐APP应用物理与质料学院、、、柔性传感质料与器件研究开发中心陈智明博士、、、罗坚义教授团队在一种具有触觉断层扫描功效的智能仿外行指研究方面取得主要希望。。。研究职员针对人类手指触摸软体质料这一历程特点 ，，，提出了一种配备力反馈系统的仿外行指 ，，，其具有奇异的触觉断层扫描能力。。�；；谔枷宋暮嵯蜓姑籼卣� ，，，制备出一种对力极其敏感的触觉传感器 ，，，并围绕触觉传感器构建了一个手指模子 ，，，指尖用于传感器获取外界压力信号。。。仿外行指基于触觉反馈系统 ，，，可以定量地对力做出反映 ，，，使仿外行指能够感知质料表层下的特征 ，，，例如表层下的形态和差别柔软程度的内部物体。。。使用仿外行指重修了差别质料的切片图像 ，，，证实晰通过设置多个差别阈值可以实现次外貌触觉层析成像。。。这种基于碳纤维束和具备力反馈系统的仿外行指在软体质料识别测试中具有很大的应用远景。。。这一原创性事情及其相关效果以“A smart bionic finger for subsurface tactile-tomography”为题揭晓于著名期刊Cell旗下物质科学子刊Cell Reports Physical Science上。。。
图2 智能仿外行指触觉反馈系统
图3 仿外行指的触觉感知 (A)、、、(C)具有外貌周期性条纹的刚性和软质料上扫描的仿外行指示意图；；(B)、、、(D)刚性和软质料的三维深度图和投影图像；；(E)在坚硬质料上扫描的仿外行指示意图 ，，，上面笼罩着一层柔软的硅胶层 ，，，(F)笼罩有软硅层的刚性子料的三维深度图和投影图像(G)在刚性子料上扫描的仿外行指示意图 ，，，该质料笼罩了一层柔软的硅胶层 ，，，并填充了四种差别比例的AB胶。。。(H)用柔软的硅胶层笼罩刚性子料 ，，，填充20:2、、、20:1.5、、、20:1.2四种差别比例AB胶的三维深度图和投影图像。。。
图4 仿外行指的次外貌触觉断层扫描 (A)具有下降蹊径外貌的刚性子料；；(B)带有软硅胶层的降阶刚性子料；；(C)下降蹊径物体剖面图；；(D)下行蹊径质料扫描区域。。。(E - J)阈值为(E) 46 ，，， (F) 62 ，，， (G) 98 ，，， (H) 103 ，，， (I) 129 ，，， (J) 134 kPa时 ，，，仿外行指扫描降阶质料的三维深度图和投影图像。。。
图5 模拟人体皮肤表层下结构触觉层析 (A)正交三层结构的模拟骨架；；(B)用软硅酮层笼罩的模拟骨架；；(C)被软硅酮层笼罩的模拟骨架剖面图；；(D)模拟人体扫描区域；；(E, G, I)在阈值为(E) 46 ，，， (G) 62 ，，，或(I) 134 kPa时 ，，，仿外行指扫描模拟人体的三维深度图和投影图像；；(F, H, J)阈值(F) 46 ，，， (H) 62 ，，， (J) 134 kPa下三维相对位置的深度漫衍。。。
图6 封装柔性电路系统的次外貌触觉层析 (A)柔性电路系统的制备过；；(B)封装柔性电路系统的三维深度图和投影图像；；(C)三维深度图的三层图像。。。
总结与展望
该研究事情提出了一个具有表层下触觉断层扫描能力的智能仿外行指。。。这种仿外行指配备了一个集成的触觉反馈系统 ，，，使仿外行指能够对力作出定量的反映。。。为仿外行指设置一系列与力相对应的阈值 ，，，以爆发一系列逐层的质料内部切片图像 ，，，这些切片图像可以展现和再现具有柔软表层的质料的内部结构。。。这种针对软体质料表层下的触觉扫描通过重修模拟人体组织和封装的柔性电路系统外貌下的三维轮廓进一步获得证实。。。这种具有表层下触觉断层扫描能力的仿外行指 ，，，为人体和柔性电子的无损检测提供了新思绪和新要领。。。
作者及团队介绍
第一作者：：李逸洲 ，，，男 ，，，壹号娱乐APP应用物理学院2020级质料与化工硕士研究生。。。
通讯作者：：罗坚义 ，，，男 ，，，工学博士 ，，，教授 ，，，博士生导师 ，，，现任壹号娱乐APP应用物理与质料学院院长 ，，，壹号娱乐APP柔性传感质料与器件研究开发中心主任（首创人） ，，，广东省优异青年基金获得者 ，，，国家重点研发妄想智能传感重点专项会评专家 ，，，南粤优异西席, 江门市首届 “侨乡青年模范” ，，，江门市优异科技事情者 ，，，江门市“十佳西席”。。。主要研究领域包括：：柔性传感质料与器件应用（柔性触觉传感、、、温度传感、、、气压传感和弯曲传感等）；；纳米功效质料合成；；智能调光变色质料与器件。。。
通讯作者：：陈智明 ，，，男 ，，，工学博士 ，，，讲师 ，，，硕士生导师。。。2019年结业于华南理工大学获博士学位 ，，，事情以来一直从事柔性传感器的质料开发、、、器件制备及其应用研究。。。
附文献及DOI号：：
A smart bionic finger for subsurface tactile-tomography.
DOI：：10.1016/j.xcrp.2023.101257
