触觉皮肤只留一根线：超分辨因子过万，5×5到16×18厘米都能定位
核心概要
大面积触觉传感过去要靠密集排布传感单元并逐条布线，面积和分辨率一放大，连线与成本就跟着涨。研究团队把一条蛇形走线的电磁表面波传输线铺在柔性聚酰亚胺上，从两端注入7至13 GHz扫频信号，用双端口反射谱编码接触位置，再由多分支多层感知机解出坐标。两个面积相差一个数量级的原型（5×5与16×18厘米）超分辨因子均超过10000，小面积原型二维定位均方根误差0.368毫米，大面积原型为1.209毫米。
深度剖析
触觉皮肤不再靠密集排布传感单元来换取分辨率，整块感应面由一条电磁表面波传输线承担。 此前提高分辨率要增加更小的传感单元并为每个单元单独布线，扩大面积同样要增加单元，连线复杂度、制造难度和成本随之上升。 两个柔性原型面积相差一个数量级，5×5厘米与16×18厘米的超分辨因子分别为12477.4和16886.4，均超过10000。
接触位置被写进一条走线的双端口反射谱里，再由神经网络读回坐标。 这条传输线采用蛇形拓扑，把一维传播坐标映射到平面上的已知位置，靠近走线的物体会通过倏逝耦合扰动附近线段，因此反射谱相当于二维扰动分布沿路径的加权投影。 小面积原型在7至13 GHz、121个频点上采集13005个样本，大面积原型在4至10 GHz下采集3772个样本，定位由多分支多层感知机完成。
同一块皮肤还能分辨物体，并跟踪连续划过的轨迹。 不同材料、形状和尺寸的物体会给出不同的反射谱特征，轨迹则通过逐点定位连成笔画。 八类日常物体的识别准确率为91.3%，金属与非金属二分类为100%；机器人手臂写出的0至9数字轨迹经卷积神经网络分类达到约96%，七键迷你钢琴用支持向量机即可100%识别按键。
启示与展望
演示限于两块平面柔性原型：5×5厘米与16×18厘米，分别在7至13 GHz和4至10 GHz下由矢量网络分析仪测量双端口反射谱，定位与识别均在实验室台架上完成。
采集速率与精度之间存在取舍：小面积原型在6 GHz带宽、121个频点下单次双端口测量平均150毫秒、最长250毫秒，对应约6 Hz的平均采样率，减少频点会加快采集但降低精度。带宽也不是越宽越好，小面积原型把上限从11 GHz推到13 GHz时定位误差反而上升，大面积原型从8 GHz推到10 GHz则改善很小。