生物进化产生了具有多种感知功能的感觉器官，使其能够感知环境信息和追捕猎物，从而提高在各种环境下的生存能力。其中，对多维度机械力的触觉感知能力使人类等动物可以完成复杂的操作任务，因此，各种各样的仿生触觉传感器在柔性电子、人机交互和人工智能等领域得到应用。近年来，基于磁场的触觉传感器仅靠单传感器就实现了多维度力感知，其发展潜力得到了广泛关注，但现有研究也只能实现二维解耦感知或者是依靠大量的标定和机器学习实现三维力感知，装配过程中的微小偏移即会失效，限制了磁触觉传感器的应用拓展。

  针对上述问题，浙江大学赵朋教授/张承谦博士课题组报道了一种具有三维力解耦感知能力的磁触觉传感器。通过建立三维力-磁场解耦理论模型，开发了高稳定的柔性磁体向心磁化设计与折叠充磁方法，使得该磁触觉传感器仅依靠单霍尔传感器即可实现对三轴力的解耦感知。该工作还充分利用磁场无线传输的特点对传感器进行了分体式设计，并开展了水下流速感知的拓展应用，展示了在封闭或者密封性要求极高的环境下实现流场感知的应用优势。相关研究成果以“Split-type magnetic soft tactile sensor with three-dimensional force decoupling”为题发表在《Advanced Materials》上并入选了当期彩页推荐（Frontispiece），浙江大学机械工程学院赵朋教授和交叉力学中心张承谦博士为论文共同通讯作者，硕士生戴煌哲和张承谦博士为论文共同第一作者，论文作者团队成员均来自浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室。

图1 传感器的基本结构和功能

图3 自适应抓握与摇杆操控应用

图4 剪切感知特化实现流速感知

图5 流速测量的导航应用

  综上，该论文报道了一种具有三维力解耦感知能力的磁触觉传感器，通过建立三维解耦理论模型、开发向心充磁方式实现了三轴解耦的力触觉感知，并利用磁传感无线传输的特点实现传感器的分体式流速感知与导航应用。该传感方案使触觉传感器具有媲美人类皮肤的感知维度，解耦方法使得即使磁体在装配过程中发生偏移依旧无需对传感器进行重新标定，大大提高其批量生产与应用的能力，而且，充分展示了其在机器人仿人触觉感知、人机交互等领域以及深海极端环境下流场感知的应用潜力。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202310145

  课题组网站：https://person.zju.edu.cn/pengzhao