仿生触角赋予小型机器人昆虫般多感官感知力

中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 李剑平）12月10日，浙江大学光电科学与工程学院微纳光子学张磊教授、屠锡涛博士团队关于仿生触角感官感知力的研究成果，发表在《科学进展》（science advances），并获该官网的重点推介。

感知是机器人能够与环境互动、执行任务、应对变化的基础。相较于机器人的视觉传感，目前国内机器人的触觉、听觉和嗅觉研究相对滞后，主要原因在于其感知机制、功能实现和信息收集过程困难重重。

张磊说，作为昆虫主要的感知器官，触角在进化过程中形成灵敏的多感觉感知能力。例如，蝴蝶纤细的触角具有触觉、听觉和嗅觉感知能力，能够精确探测周围环境中微弱的触觉、听觉和嗅觉信息，确保它们在复杂环境中的敏捷反应。此外，蟑螂利用触角探测周围障碍物从而实现有效避障。蚊子通过触角能够精确感知温度和二氧化碳，帮助它们寻找人类或动物。蟋蟀通过触角感知异性的声音。蜜蜂利用触角检测气味信息从而寻找花蜜。

 昆虫触角的紧凑结构和强大功能，为开发用于小型机器人的高灵敏、低功耗、快响应的感知器官及其应用，提供生物学的事例。浙江大学光电科学与工程学院微纳光子学团队，在童利民、张磊两位教授的带领下，专攻微纳光纤领域研究20多年，突破微纳光纤可控制备和柔性封装等关键技术。张磊、屠锡涛研发出基于微纳光纤的仿生光学触角，其在结构和尺寸上与蝴蝶触角非常类似，具有超灵敏、快响应、低功耗触觉、听觉和嗅觉的感知能力。

如何把仿生触角安装在小型机器人身上，并与其实现有机融合？张磊和屠锡涛团队构建一套高集成、轻量化的智能微系统。该系统总质量小于6g，可以实现仿生触角信号的获取与分析，机器人的驱动与控制以及无线通信，赋予小型机器人昆虫般的多感官感知能力，并迈出自主控制和执行任务的关键一步。