一种具有三维景深感知的人工遥感触觉器件

　　近日，中科院深圳先进院集成技术研究所神经工程中心与德国马克思普朗克聚合物研究所有机电子研究团队合作，以深圳先进院为第一单位在Science Advances发表了题为“An artificial remote tactile device with 3D depth-of-field sensation”的文章。朱珊珊助理研究员为第一作者，李光林研究员、Prof. Paschalis Gkoupidenis和邰艳龙研究员为共同通讯作者，深圳先进院脑认知与脑疾病研究所李骁健研究员等人对该论文脑机接口方面提供支持。

　　柔性触觉神经形态器件已成为人机协同发展的重要动力，然而，用人工智能实现其功能并进一步超越人类智能还面临着许多障碍与挑战。在这项工作中，研究团队提出了一种可拉伸自供能三维遥感触觉器件(3D remote tactile device, 3D-RTD)，其通过导电-介电异质结构实现对外界物体在景深方向(depth-of-field, DOF)机械运动的感知。 

　　该器件能够通过感知信号的正/负、频率及振幅与外界物体DOF运动建立精确的逻辑关系。其感知机制通过静电场理论和多物理场模拟来揭示，感知性能通过微观/宏观交互的人工-生物混合系统进行验证。最后，作为神经界面贴片，3D-RTD的感知增强和辅助交互功能在避障场景中进行了演示，即大鼠在昏暗的环境中行走，在非接触状态下感受到潜在危险并传递信号给大脑，同时发生动作反馈，实现感觉-感知-交互全过程，这是传统的二维接触式传感器无法实现的。该工作展示了3D-RTD的场景联系与逻辑识别能力，并可与生物感知相结合，为多模态神经形态器件和类脑智能提供了一种新的选择。 　　

　　该工作得到了中国科学院人机智能协同系统重点实验室、粤港澳人机智能协同系统联合实验室、深圳人工智能与机器人研究院及国家自然科学基金、中国科学院海外人才项目、中国博士后基金、深圳市科技计划、深圳先进院创新基金等资助。 


　　图1 文章线上截图 　  


　　图2 一种超越皮肤功能的三维景深触觉器件 

　　全文链接 

　　https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo5314