成果与项目的背景及主要用途：本项目所提供的新型触觉传感器是人工智能 技术的核心部件之一，能够感应柔软程度、温度及微压力变化，它不仅可以直接 用于生活产品，而且对于其它行业的科技革新以及国家现代化国防建设具有深远 的影响。该材料是以较为成熟的触觉传感器材料工艺为依托，经过对材料的进一 步开发使其能够感应柔软程度、温度和微压力的变化（最小可感知压力为 40g， 电导率变化范围 10－104S/cm－2）。该材料以导电聚合物和橡胶为主要载体，并添 加导电碳及其他纳米级附加材料，使用这种智能材料可以开发出多种实用化的新 型触觉传感器。其突出的先进性表现在：生产成本低、功能强、无时间记忆误差、 感知线性稳定、具有良好的材料物理特性、具有高度的可信赖性、性能可控制度 好、可再加工性好。 技术原理与工艺流程简介：这种新型触觉传感器材料的导电原理是：当聚合 物不受外界压力时，具有导电性的碳粒子是不相互接触的，当聚合物受压变形时 碳粒子间慢慢的相互接触从而形成导电通路，阻抗也就以对数关系下降。此外， 聚合物受温度的影响致使材料的特性发生变化，温度下降时发生收缩导致导电粒 子间的相互距离减小，升温时膨胀导致导电粒子间的距离增长，因此在同样的外 界压力下随着温度的变化阻抗也会有所变化。 触觉传感器制备工艺较为简单，关键是本技术中采用了以导电聚合物为主体 材料的纳米复合技术，使该产品能够正确感知目前产品所不能感知的微小压力变 化。 技术水平及专利与获奖情况：该项目处于实验室产品阶段。 应用前景分析及效益预测：本项目提出的线性可控触觉传感器以其优越的触 觉特性，具有极大的市场投放前景和经济效益。但同时也需要企业在成立之初获 得大量的资金投入，迅速将工艺成熟起来。从目前本项目提出的科技含量及技术 111天津大学科技成果选编 112 背景来看，国内不存在竞争对手，而且随着公司的成立，公司对产品研发的进一 步深入，在未来 5 年内，本项目产品也必将在国际传感器行业中具有一席之地。 应用领域：1. 智能玩具；2. 交互式媒体互联网；3. 无人驾驶汽车；4. 医疗 领域远程医疗；5. 智能机器人皮肤等。

1 成果简介面向领域信息服务的智能交互技术与应用——通过对文本自然语言进行语义抽取，结合领域信息内容和服务特点，向公众提供智能的多回合交互式信息服务，适用于多种本地化生产生活信息查询，以及客户服务咨询。2 应用范围项目成果可广泛应用于网页、手机 WAP、手机短信、即时通讯软件等的后台，从前台接收用户给出的文本内容（关键词或自然语言），自动以合适的形式给出信息回馈。项目成果的应用，可使广大用户在任何时候、任何地方都能方便及时地获取精准的信息，同时又极大地减少后台支持的人力资源成本。项目成果的广泛应用，有利于推进信息数字化建设，随着更多信息服务的推广，逐渐扩大信息服务市场并形成智能信息服务产业，同时推动通讯相关技术和产业的发展。 广东省和大珠三角地区的信息产业、高端信息服务商将直接受益，与数字媒体网络行业相关的企业也可间接受益。3 效益分析每年节省信息服务行业的人力资源成本上亿元，提升信息增值产业的经济效益。促进信息流通，满足公众对信息获取的需求，提升信息获取的满意度。

 手势交互式新一代智能人机交互的重要发展方向之一，在可穿戴设备、智能电视、数字娱乐等领域有重要的应用价值。本成果以摄像头作为硬件平台，从第一视角出发，设计实现了高性能手势跟踪及识别技术；利用深度卷积神经网络技术，研发了自主知识产权的鲁棒人手检测、人手跟踪、手指检测等关键技术，能够很好地提取出指尖特征和手势特征，从而实现在第一视角下人手高性能准确检测和手势检测，实现了第一视角下的空中手写创新应用示范系统。 相关技术获得多项省级以上科技创新竞赛一等奖，申请了发明专利8项，发表学术

产品详细介绍 产品概述 盛兴利合快答器（SLVote）是用于增强中小学活动的一款产品，可独立使用，也可与电子白板无缝集成。学生人手一个快答器，对教师或培训者提出的问题即时回答，结果立即可得。以推进素质教育为导向，师生互动，寓教于乐，是一种技术先进、使用简便、功能强大、统计准确和安全可靠的教育教学平台。 适用场合   1. 答题   2. 发卷评测   3. 点名、举手       基本功能   1. 支持即兴出题、也提供课前使用题库组卷。   2. 答题支持随堂测试、抢答、问卷调查、发卷评测等多种模式。   3. 答题结果支持多维度的统计分析。   4. 分析结果可导出到excel。  产品特点   1. 2.4G无线技术，确保了产品的性能稳定和抢答的公平性。   2. 支持多频道，同一地点多场所使用互不干扰。   3. 硬件出厂自带编号，方便注册；班级管理方便，可以实名投票。   4. 题库管理编制方便且功能强大，支持各种布局，题目可附加图片、音视频等媒体资料。   5. 实时结果显示，形式多样，成绩统计分析充分。   6. 可与盛兴利合电子白板无缝集成使用。 现实意义    互动反馈教学系统的使用，很好地实践了“互动课堂”的概念。互动式反馈教学系统不仅实现了教师和学生之间的互动交流，还将教师从繁琐的改卷评分工作中解放出来，使教师能够方便地记录每个学生的详细学习情况，用于课后统计，建立长期的教学评测数据。另外，互动式反馈教学系统有助于进行实时的信息反馈，教师可以随时了解学生对各知识点的掌握情况，能为教师提供量化指标，检测教学效果，方便地记录每个学生长期的学习情况。对学生而言，互动式反馈教学系统使学生被动接受知识转变为主动探索，在具体的操作中进行独立思考，促进了创新意识的培养，还可以消除学生对课堂测试的恐惧心理和回答问题时的害羞心理。此外，互动式反馈教学系统形式新颖，生动有趣，有助于学生在上课时提高注意力。

01. 成果简介 本成果涉及一种多模态触觉感知装置，属于机器人传感器技术领域。与人类相似，机器人感知外界环境最真实、稳定、便捷的方式便是通过机器人手触摸，机器人手的感知能力决定了机器人是否能够正确认知外界环境以及机器人的操作精度、成功率等。在新一代机器人手中，传感装置已逐渐趋于阵列化、多功能化和集成化。目前常见的触觉传感器有压阻式、电容式、光电式等，它们都存在密度难以提高、电路处理复杂等问题。为了克服以上不足，近年出现了基于视觉的触觉传感装置，具有结构简单、信息丰富等优势。目前基于视觉的触感装置仍存在性能提升空间。 本项目将感温变色油墨材料应用于触感装置，感知机器人操作过程中的温度[1]。同时提出一种基于微视觉的触觉三维力检测方法，通过采集触觉接触区域内弹性体的形变图像的变化，采用一系列图像处理方法，并且使用神经网络拟合的技巧，定性并且定量的刻画物理世界中的触觉、滑觉等，从而提供了一种多模态触觉感知装置，可以得到三维接触力、接触物体表面的温度及纹理等多种模态信息[2]。本装置打破了传统触觉感知装置单模态信息采集的现状，可在同一感知装置中集成受力、纹理、温度等信息的测量，检测触觉、滑觉、压觉三维接触力，获得高精度的接触纹理信息，实现了多模态信息的测量，并将这些信息综合到对一个物体的识别、抓取操作中，使机器人更加智能化、人性化。本装置具有实时性好，检测稳定，检测误差小，检测精度高的优点。 图1. 基于微视觉的多模态触觉感知装置结构图图2. 结合多模态触感装置的机械手02. 应用前景 本成果技术可应用于工业机器人、智能机器人、人机协作、医疗康复等领域，应用前景广泛。03. 知识产权 本成果核心技术已申请发明专利3项。04. 团队介绍 项目团队致力于研究具备自主决策和学习能力的机器人操作技能学习系统。团队包括孙富春、方斌、刘华平、宋亦旭四位教师，专注智能机器人灵巧精准操作研究，研制了拟人触觉的传感装置、多模态穿戴交互装置、残疾人假肢灵巧手、仿人感知灵巧手和变刚度软体手，在本领域发表论文40余篇，申请专利20余项，获得IROS2016机器人灵巧操作比赛冠军、IROS2017服务机器人操作比赛亚军、WRC2016最佳科技创新奖等。同时团队和河北清华发展研究院合作成立了人工智能及机器人研究中心，共同推动智能机器人的产业化发展。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn， fangbin@tsinghua.edu.cn

天津大学神经工程团队针对人机交互面临的神经系统层面交互信息复杂共性挑战，历时十余年，发明了一套面向高性能人机交互的脑-机-体复合神经感知与反馈的系统解决

（1）基于低成本RGB-D传感器的平面抓取： ①　非规则物体的抓取位姿检测 ②　并可泛化到未训练过的物体实例 （2）基于低成本RGB-D传感器的全空间6自由度抓取： ①　散乱放置、非规则物体，可针对特定实例或物体类别 ②　无需特定物体模型 ③　支持UR5机器人或其它标准6轴工业机器人通信 （3）机器人柔顺装配：基于视觉/力控引导的插孔、层叠装配。 （4）学习与人机协同功能：从人的视频示范中学习任务与抓取姿态约束，针对人机协作装配任务，从人的操作示范中学习并预测人的动作。

微创机器人外科及触觉感知国家自然科学基金课题 微创外科(MIS)与开放外科手术相比，具有切口小、疼痛轻、出血少和恢复快等优点，广泛应用于胸腹、脊柱、心血管和泌尿外科等领域 微创机器人外科(MIRS)由机器人替代医生操控手术器械，克服医生人为因素带来的风险，提高手术的安全性和灵巧性，改善手术精度和质量 触觉力信息缺失导致过大的操作力和器官组织创伤，是当前微创机器人外科面临的共同问题。项目利用光纤技术，研究微型触觉力传感器及其在器官组织类型和边界鉴定、机器人反馈控制应用中涉及到的一系列挑战性问题。获得的相关理论与技术，有望消除触觉缺失引起的手术风险，提高微创机器人外科手术的精度、稳定性和质量。

1. 痛点问题 世界卫生组织2020年报告显示，全球约有2.53亿视觉受损人口，其中3600万是全盲患者。英国柳叶刀杂志在2017年指出，根据1990年至2015年间的统计数据估计，随着人口数量的增加和老龄化，到2050年时，全球全盲人群的数量可能将会增加至1.15亿。这对全人类来说是一个巨大的挑战。作为世界人口最多的国家，我国2012年残疾人联合会残疾人概况报告显示，2010年末中国视力残疾人数为1263万。盲人用户的教育与生活问题受到了越来越多的关注。 可能很多人并不知道，盲人学校所学习的很多知识内容和明眼人几乎是一样的，无论是语文、数学、还是物理、化学。随着技术的发展，今天盲人已经可以通过盲文来学习那些用文字表达的内容，也可以使用读屏器等语音辅助软件来通过声音进行交流；但是目前极度缺乏帮助盲人有效学习和理解图形信息（如：数学中的几何知识、物理中的电路知识、以及医学知识中的经络分布等）的工具和设备。而且在信息时代，当图片、视频等视觉信息成为知识传播中信息的主要来源，特别是互联网上的视觉内容日益丰富的时候，对于盲人朋友而言，也是一个巨大的障碍。因此，盲人迫切地需要可以便捷地阅读图像信息的无障碍设备。 2. 解决方案 由清华大学自主研发的触觉图形显示终端（盲人用计算机）与传统的计算机屏幕不同，触觉图形显示终端的表面由可以凸起和收回的点阵组成。通过内置的计算系统控制这些点阵的变化，可以把传统的图片变成可以触摸的图形。盲人用户通过触摸这些凸起点阵所组成的盲文或触觉图形来阅读文字和认知图片。 合作需求 目前本项目正与商业技术团队进行合作，希望寻求天使轮投资，共同致力于为世界范围的盲人群体服务，让他们能享受科技带来的便捷，能像明眼人一样方便的学习、工作和生活。

高性能触觉传感器是下一代智能化服务机器人的核心模块，是人-机物理接触、交互协作的关键信息入口，是学术前沿热点和工业技术难点，是我国35项 “卡脖子”技术之一。本团队基于微纳尺度双电层电容原理，解决了传统阵列传感器空间分辨率、信噪比、灵敏度、量程、大测量面积等之间的技术矛盾，研制了具备大测量面积(单片600 mm ×