在数字化与智能化浪潮之下，人形机器人正从工业领域迈向企业年会、文娱展演、体育赛事等多元场景。尽管这些新潮设备功能强大，但其机械感明显、动作生硬的短板仍待突破。柔性触觉传感器技术的突破，被视为赋予机器人类人触觉的关键。而在上海科创职业技术学院，9名年轻学子早在2024年便聚焦于此，以实际行动投身研发。
“我们的目标是开发出一款能同时感知三维力的柔性触觉传感器，赋予机器人更接近生物皮肤的触觉感知能力。”虽然还是在校生，但团队仅用一年多时间便取得突破——一款名为“微灵触觉”的新型触觉传感器已经进入收尾封装阶段，并吸引了6家科技型企业抛出合作意向。
学生组团搞开发 搭建起“企业化”运作模式
去年年底，上海科创职业技术学院创新教育总结表彰大会上，工业机器人技术专业大二学生刘晨在年度获奖项目路演中表现抢眼，其团队提出的“聚焦人形机器人触觉困难·产教融合方案”引发关注，更引人注目的是这支平均年龄不足20岁的职教学生团队。
团队共9人，来自工业机器人技术、数控技术、智能网联汽车技术等多个专业，分工明确：产品研发、市场营销、财务管理、数字媒体宣传等岗位一应俱全，甚至还设有研发负责人、营销负责人、财务总监等岗位。
刘晨在学院创新教育总结表彰大会上路演
“我们打算毕业后自主创业。”刘晨告诉记者，中职阶段学习工业机器人技术的经历，促使他报考上海科创职业技术学院，并希望能在该领域闯出一片天地。2024年9月入学后，他便主动寻求机会。当时恰好该校教师张怡、赵学功手上有一个聚焦新型柔性传感器开发的项目，他与另一名同学李泽锴随即加入。不久后，另外几名同学朱海燕、唐海亮、王添乐、张垄鹏、程清、余新艳、高铭灏也陆续加入。此外，教师孟祥阔、刘京东也加入指导教师阵营。至此，团队正式成型。
大小方向同检测 弹性体介电层“以柔克刚”
技术研发，必然要攻克技术难点。团队调研松江区多家企业后发现，现有触觉传感器技术虽能监测单一维度、简单静态压力，但在复杂力学场景中，普遍难以像生物皮肤般同步、实时且高分辨率地感知作用力在三维空间中的大小、精确方向以及空间分布形态等，导致其在机器人灵巧操作、医疗触诊模拟、人机安全交互等实际工业生产和复杂应用场景中，往往无法达到预期的性能指标和应用效果。
为突破技术瓶颈，团队创新设计“微灵触觉”三维力柔性触觉传感器，采用四电容敏感单元结构和微圆台结构化的弹性体介电层设计。与传统柔性传感器相比，该产品基于电容式传感原理，采用“1 个顶电极+4 个独立底电极”布局，通过四路电容信号差异耦合，实现大小、方向三维力同步检测。“整个研发过程中，我们累计完成了‘20 + ’组结构参数迭代、‘50 +’次工艺验证，最终才敲定稳定可靠的核心结构方案。”刘晨说。
传感器内部组件
“从物理机制上讲，微圆台阵列的弹性形变特性与四电容单元机构的空间分布能够形成互补，从而满足性能优化需求。”刘晨进一步解释，在法向力作用下，微圆台的集中压缩效应能使电极间距变化量提升3 倍以上，显著放大电容变化率；切向力作用时，四电容单元的对称布局可精准捕捉顶电极的偏移轨迹，通过相邻电容的差值耦合实现力的方向的定量解耦，从而解决传统传感器三维力信号耦合干扰的行业难题。
科研开发接地气 孵化技术转化“中试车间”
谈及传感器命名，刘晨展示一片仅4平方厘米的薄膜芯片解释道：“微以形，灵以神，触以境，觉以慧。微是其毛孔，灵是其神经，触是其相遇，觉是其觉醒，‘微灵触觉’合起来意为用微纳结构实现的、灵敏到可以觉察细节的柔性触觉技术，读来既朗朗上口，又有东方美学韵味。”
过去一年，该项目获第十九届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、中国国际大学生创新大赛（2025）市赛金奖等多项荣誉，团队还以学生为第一作者申请了专利“一种三维力柔性触觉传感器及其制备方法”。
成绩的取得使这群年轻创客为之振奋，也促使他们在创新的道路上稳步前行。常在松江大学城各高校学习的张怡清醒地认识到，高职院校学生虽然在学术深度上不及一流高校，但在产教融合上优势显著，“我们的课题、项目对准企业需求，学生常驻企业车间和实验室，更懂企业、更懂市场。”
团队成员在进行相关测试
“微灵触觉”不仅解决了传统传感器低压灵敏度不足与三维力解耦困难问题，还具备快速产业化潜力与较强的市场竞争优势。刘晨表示，相比市场同类产品，该传感器定价更低，且提供定制化服务和完善的售后服务。
上海科创职业技术学院创新教育负责人梁晓琦认为，该项目是职业院校探索特色科研、创新教育的缩影：“立足区域发展，聚焦生产一线，研发方向围着企业需求转，力求解决生产实践中的技术难题，课堂就是把技术转化为生产力的‘中试车间’。而产教深度融合与校企合作平台的广泛搭建，无疑为学生畅通‘创意—创新—创业—产业’转化路径提供了便利。”以该项目为例，6家意向购买企业中，2家为学院的校企合作基地。
■记者 王梅 文/图
■编辑 王梅
■栏目责编 朱俊辉 ■栏目主编 颜瑾
上观号作者：上海松江
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