近日,未来科学与工程学院2022级机器人工程专业本科生汪瑞在陈涛教授团队指导下取得重要科研突破,其以共同第一作者完成的触觉芯片(TACHIP)研究成果发表于国际高水平期刊《Nature Communications》。本次成果的取得,充分展现了学院在本科生科研培养方面的卓越成效,以及学生扎实的学术基础与创新能力。

成果核心创新点               

传统远程人机交互存在触觉缺失问题,易在特种作业、医疗手术中引发各类误操作。TACHIP 即插即用软触觉芯片可实现触觉感知与反馈时空一致,其五像素气动阵列可重构形状、硬度、粗糙度、温度等触觉模式,首轮识别率达95%。首创反向触觉反馈实现亚度级精细操控,兼容商用设备,将六类遥操作任务成功率从65%提升至85%,为解决“传感-反馈分离”“缺乏温度信息”“精细操控难”三大技术难题提供集成化解决方案。

人机交互是一个多学科交叉的领域,该项目的研究成果凝聚了材料学、电子电路、机械工程、人工智能等多个专业方向老师和学生的努力。从制备传感器的原材料、结构设计、加工工艺,到驱动阵列实现微操作背后的动力学仿真分析,再到触觉感知信息处理与重建的具身智能算法,体现了未来学院师生在建立一套完整的先进人机交互体系方面的技术积累和合作精神,更强化了学院各个专业间的融汇协作。

解码成长故事           

本课题源于学院“新工科”交叉融合拔尖创新人才培育项目,让我们一起走进高水平论文发表背后的故事。

01 从“课堂作业”到“学术成果”。

指导老师朱铭鲁表示,“本科生做科研,最大的坎是‘不知道从哪下手’。”“但项目制的优势在于,我们不是让学生‘打杂’,而是让他们从进实验室第一天就承担核心任务。”本科生汪瑞说,“在学院,科研不是遥不可及的“想象”。我们大一、大二就能进实验室,项目制引导我们主动思考、主动试错——这种经历比任何课堂考试都珍贵。”

硕博连攀高峰,科研精神薪火相传。一个项目,带动一批人成长。凭借这一突出的科研成果与扎实的专业素养,汪瑞同学成功升学中国科学技术大学,参与触觉感知反馈芯片深度研发的2023级硕士生孙琦也凭借在该项目中的突出贡献,成功申请攻读博士研究生。

02从“实验室”到“市场”。

让技术在企业创新的土壤里“结果”。真正的硬核科技,敢于直面市场的检验。在TACHIP触觉感知反馈芯片的研发与优化过程中,学生团队没有闭门造车,而是积极与国内机器人龙头企业建立了紧密的产学研合作关系。依托埃夫特成熟的工业机器人平台,团队完成了验证演示。在实际作业场景中,反复测试芯片的稳定性、耐用性与实时响应能,让芯片技术迅速从“实验室样品”向“原型产品”迭代,大大缩短了科技成果转化的“最后一公里”。

03从“个人深耕”到“团队接续”。

本硕联手,创业实践落地生根。科研成果不应只停留在论文中,在学院OPC学生创业实践计划的孵化下,另一支由2024级硕士生陈奎翰与2023级本科生袁文杰组成的跨年级团队接过“接力棒”。他们致力于开发初代机器人本体及先进控制算法,将“触觉感知”的芯片与“精准运动”两大核心技术的本体算法成功集成融合。当机器人拥有了自主研制的“身体”与“灵魂”,一次联动便带来了“1+1>2”的效应。这个从学生创业实践中诞生的原型机,不仅验证了技术的可行性,更点燃了大家投身智能制造创业的热情。

从本科生到博士生、从单个零件到整机集成、从实验室创新到市场创业,这既是一场跨学段、跨场景、跨层级的技术接力与创新传承,更是未来科学与工程学院纵深推进教育、科技、人才一体化发展的鲜活实践,一条从认知体验到原始创造、从单点创新到生态赋能的科创发展路径正加速成型。