【瑞士洛桑联邦理工学院：开发像皮肤一样敏感的传感器，利用颜色实现感知】

机器人学研究人员在开发能感知位置、压力和温度变化的传感器方面已经取得了巨大进展，而这些对于可穿戴设备和人机界面等技术非常重要。但是，人类感知的一个特点是能够同时感知多种刺激，而这是机器人一直以来难以实现。

现在，EPFL工程学院可重构机器人实验室（RRL）的Jamie Paik及其同事们开发出了一种传感器，可以感知弯曲、拉伸、压缩和温度变化的组合，而这一切都使用了一个简单的概念：颜色。

被称为ChromoSense的RRL技术依赖于一个半透明的橡胶圆柱体，其中包含染成红色、绿色和蓝色的三个部分。

设备顶部的LED通过其核心发射光，当设备被弯曲或拉伸时，光在颜色之间的路径上的变化会被底部的小型光谱仪接收到。

Paik说：“想象一下，你正在同时通过三根不同吸管喝三种不同口味的冰沙。如果你弯曲或扭曲吸管，你获得的每种口味的比例会发生变化。这就是ChromoSense使用的原理——它感知通过颜色部分传播的光随着这些部分的几何形状变形而发生的变化。”

设备中的一个热敏感部分还可以通过一种特殊的染料来检测温度变化，当被加热时，染料会失去颜色，类似于变色T恤或心情戒指中使用的染料。

这项研究已经发表在《自然通讯》杂志上，并被选为编辑亮点页面的内容。

Paik解释说，虽然依赖于摄像头或多个传感元件的机器人技术是有效的，但它们会使可穿戴设备更重、更笨重，并且需要更多的数据处理。

她说：“为了更好地在我们的日常生活中为我们服务，软体机器人需要能够感知我们正在做的事情。”

“传统上，最快速、最廉价的方法是通过基于视觉的系统，它们捕捉我们的所有活动，然后提取所需的数据。ChromoSense可以实现更加有针对性和信息密集的读数，传感器可以轻松嵌入到不同材料中以完成不同的任务。”

由于其简单的机械结构和使用颜色而非摄像头，ChromoSense有可能适用于廉价大规模生产。

除了辅助技术，如辅助行动外骨骼，Paik还认为ChromoSense在运动装备或服装中也有日常应用，可以用来向用户提供有关姿势和动作的反馈。

ChromoSense的一个优点是它能够同时感知多种刺激，但这也可能是一个缺点，因为解耦同时施加的刺激仍然是研究人员正在努力解决的难题。目前，Paik表示他们正在致力于改进技术，以感知局部施加的力量或材料在变形时的确切边界。

她说：“如果ChromoSense变得流行起来，很多人都想将其作为通用的机器人感知解决方案使用，那么我认为进一步提高传感器的信息密度可能会成为一个非常有趣的挑战。”

展望未来，Paik还计划尝试不同的ChromoSense格式，该技术已经作为圆柱形和可穿戴软体外骨骼的一部分进行了原型制作，但也可以想象成平面形式，更适合RRL标志性的折纸机器人。

她总结说：“在我们的技术中，只要光能通过，任何东西都可以成为传感器。”