机器人手指抓取豆腐时将其捏碎，是机器人技术领域长期存在的难题。人类指尖能无意识地调节力度，而机器人则必须依赖高性能传感器来感知施加的力。近日，日本科研团队在这一领域取得重大突破，相关成果发表于国际期刊《纳米微结构快报》（Nano-Micro Letters）2026年3月27日刊。
该团队开发了一种新型柔性压力传感器，其核心材料为石墨烯气凝胶。这种材料由单层碳原子构成的石墨烯制成，呈超轻海绵状，密度仅为每立方厘米10毫克，比一张纸巾还要轻。其制造工艺独具匠心：将氧化石墨烯液体单向冷冻后干燥，冰晶留下的痕迹形成了细管状的多孔结构。当受到压力时，这些微小孔隙被压缩，导致导电通路增加，从而通过电阻变化精确读取压力值。
这款传感器的性能表现极为出色，测量范围从羽毛轻放般的1帕（Pa）到人体坐椅般的100千帕（kPa）全覆盖，灵敏度高达每千帕698.96。在耐久性测试中，它成功通过了2万次重复按压，响应与恢复速度总和仅为160毫秒，展现了极高的动态响应能力。
在机器人手指实验中，将传感器贴附于五根指端，通过实时力反馈，机器人成功抓取了棉花、中华馒头等柔软物体而未造成任何形变。更令人印象深刻的是，结合机器学习算法进行食材识别的实验显示，机器人仅凭触觉即可区分橙子、香蕉、面包、豆腐、黄瓜等8种物体，识别精度高达99.58%。
此外，该传感器还可排列成4×4阵列，配合Arduino Mega 2560控制器读取，实现电子皮肤功能，能够直观可视化物体表面的压力分布情况。日本在柔性电子与机器人触觉感知领域一直走在世界前列，此类高灵敏度、超轻量传感器的突破，将极大推动服务机器人在食品处理、医疗护理等精细操作场景的落地应用。