逐渐迸发市场潜力的接触觉传感器

电子发烧友网报道（文/黄山明）随着智能机器人的发展开始步入快车道，伴随机器人技术而兴起的各种智能传感器也开始被更多行业所注意到，比如其中的接触觉传感器。这种传感器如今不仅仅被用于机器人领域， 在智能家居领域也开始得到广泛的使用。

接触觉传感器的发展历程

所谓的接触觉传感器，是一种能够感知物体接触力和形状的传感器，广泛应用于机器人、医疗器械、虚拟现实等领域。它可以判断机器人是否接触物体，可以感知机器人与周围障碍物的接近程度。接触觉传感器有微动开关、导电橡胶、含碳海绵、碳素纤维、气动复位式装置等类型。

其发展历程最早可以追溯到20世纪70年代，在当时机器人研究已经成为热点，但接触觉技术的研究才刚刚开始，且研究成果很少。当时对接触觉的研究仅限于与对象的接触与否、接触力大小等，虽然有一些好的设想，但研制出的传感器少且简陋。

到了80年代，机器人触觉传感技术研究、发展的快速增长期开始，此期间对传感器设计、原理和方法作了大量研究，主要有电阻、电容、压电等原理和方法。从总体上看，80年代的研究可分为传感器研制、触觉数据处理、主动触觉感知三部分，其突出特点是以传感器装置研究为中心主要面向工业自动化。

90年代后，对触觉传感技术的研究继续保持增长并多方向发展。粗略来分的话，有关触觉研究的文献可分为：传感技术与传感器设计、触觉图像处理、形状辨识等。

到如今，接触觉传感器技术应用在越来越多的领域，如美国科研人员在内窥镜手术的导管顶部安装触觉传感器，可检测疾病组织的刚度，根据组织柔软度施加合适的力度，保证手术操作的安全。

在智能家居中应用的接触觉传感器

在智能家居领域中，除了我们熟知的非主动式智能家居外，如智能电饭煲、智能热水器、智能洗衣机等，越来越多的主动式智能家居开始参与到我们的生活服务中来，比如智能扫地机器人、智能服务机器人等，这些机器人中便可以应用到接触觉传感器。

当将传感器安装在这些机器人中时，不仅能够让机器人可以更好的实现避障功能。而扫地机器人中，本身的感知系统一般采用超声波测距仪、接触和接近传感器、红外线传感器和CCD摄像机等。

同时，接触觉传感器的应用能显著提升扫地机器人的性能。首先，通过超声波测距仪和红外线传感器等，扫地机器人可以获得周围环境的详细信息，包括家具、墙壁和其他障碍物的位置，从而规划出最优的清洁路径。其次，接触式传感器和防碰撞传感器能有效避免机器人在清洁过程中与墙壁、家具等障碍物发生碰撞，防止机器人和家具的损伤。

此外，扫地机器人还可以利用其强大的感知系统进行更深层次的清洁。例如，两个超大边扫轮的设计，配合接触式传感器，可以使角落和地面扫得更彻底，更干净。同时，在遇到悬崖边缘时，防跌落传感器能够及时发出警告，防止机器人从高处跌落。

显然，接触觉传感器的应用不仅能提高扫地机器人的清洁效率，同时也能提高其自身的耐用性和使用寿命。

除了使用在扫地机器人中外，接触觉传感器可以被用于智能家居的安防系统中，判断门窗是否被打开或关闭，或者检测人体是否靠近家具或其他物体，以预防可能的碰撞或伤害。此外，接触觉传感器还可以应用在智能床垫上，通过感知用户的睡眠状态，自动调整床垫的硬度或高度，提高用户的睡眠质量。

小结

接触觉传感器能够检测到人体接触、压力、力度等物理量，并将其转化为电信号输出。这项开发于传统机器人中的传感器也开始被越来越多的应用到智能家居产品当中，并且随着未来人们对于生活品质要求的提升，也让接触觉传感器的应用市场更加广泛。