1.研究背景
南京大学潘力佳教授等研究者撰写题为“Recent advances in graphene-based flexible tactile sensor”的完整研究论文，并发表于Materials Today Electronics期刊。
本文强调，在当今人工智能、物联网和可穿戴技术迅速发展的时代，能够模拟人类皮肤感知能力并能实时响应外部刺激的柔性触觉传感器已成为科技领域的热门话题。这种新型设备不仅能感知诸如压力、温度和湿度等外部信号，还具有前所未有的类似人类的特性：高灵活性、出色的生物相容性和超高的灵敏度。
本文聚焦于以石墨烯及其衍生物为核心的柔性触觉传感器，该类传感器正在迅速发展，并有望推动机械感知能力的革命性进步。该技术是实现医疗健康监测、机器人精细操作和沉浸式人机交互等领域高灵活性、高适应性感知解决方案的核心关键：石墨烯凭借其原子厚度、出色的导电性、卓越的机械强度和固有的柔韧性，为构建高性能柔性传感器提供了理想的材料平台；其衍生物（如氧化石墨烯GO 和还原石墨烯氧化物 rGO）通过丰富的官能团和可调节的特性，进一步拓展了在生物相容性、复合掺杂和微观结构设计方面的应用空间；人工智能算法与传感系统的深度融合，从后处理信号处理延伸至前端材料和结构设计，推动传感器从单一物理量检测实现向多模态环境感知乃至初步触觉认知的跨越。
尽管这些技术展现出广阔的应用前景，但在大规模低成本生产、长期环境稳定性、复杂信号解耦以及生物安全性等方面仍存在需要克服的技术瓶颈。本研究将“材料-结构-功能”的集成设计视为核心思路，探索仿生微结构设计、复合材料设计与优化策略以及嵌入式智能处理解决方案。此类设计能够提高灵敏度、耐用性，并确保设备在动态环境中的可靠功能。该研究还指出，模仿人类皮肤多受体协同感知机制的多模态传感器的融合是突破现有感知维度局限的重要方向，这有助于构建新的电子皮肤系统，并满足未来智能机器人和可穿戴设备与复杂物理世界进行实时、精确交互的核心需求。
相关技术的发展和突破能够推动高灵敏度、稳健且低功耗的智能传感系统的实现，借助人工智能技术在健康管理、康复辅助、人机协作等领域产生深远影响。研究最后强调，面向实际应用的材料创新、结构工程与算法优化至关重要，此举将推动柔性触觉传感系统向生物融合度更高、环境适应性更强、智能水平更先进的方向演进，保障其从实验室走向规模化应用，最终成为下一代智能化社会的关键感知基石。
2.图文速递
图1.石墨烯的特性
图2.氧化石墨烯的特性
图3.压阻式柔性触觉传感器设计与优化
图4.电容式柔性触觉传感器设计与优化
图5.石墨烯场效应晶体管传感器设计与优化
图6.复合材料设计与优化
图7.人体表皮微结构仿生设计
图8.章鱼触手微结构仿生设计
图9.人工智能辅助的智能传感
图10.人工智能驱动的多模态触觉感知
图11.人工智能辅助设计示意图
图12.人工智能辅助设计案例
3.总结与展望
石墨烯及其衍生物凭借其卓越的导电性、机械强度与柔韧性等特性，为可穿戴的触觉传感器提供了理想的材料平台，正在成为人机交互、医疗健康及下一代智能系统的核心“感知层”。此外通过与人工智能算法的结合，此类传感器从单一的压力检测，迈向对温度、湿度乃至表面纹理的多模态环境感知，更加精准地为机器人操作、远程医疗诊断和沉浸式虚拟现实提供了物理交互的基础。此类技术从实验室突破走向规模化应用，仍需跨越一系列关键挑战。当前主流生产技术成本高昂且产量有限，制约了产业化进程；传感器在复杂环境下的长期稳定性与信号可靠性面临考验；其与人体长期接触的生物相容性安全边界也需更充分的验证。这些瓶颈在一定程度上限制了技术的普及速度与应用深度。然而，该技术的演进路径已然清晰，随着材料、工艺与算法的持续协同创新，这些难题正在被逐一破解，石墨烯基柔性触觉传感器向着更高集成度、更优生物融合性及更强环境智能的方向演进，深刻改变我们与数字世界和物理世界交互的方式，在健康、工业、生活等领域引发广泛变革。
4.文章链接
Lijia Pan, Yi Shi, et al.“Recent advances in graphene-based flexible tactile sensor”Materials Today Electronics 15 (2026) 100185.
https://doi.org/10.1016/j.mtelec.2025.100185
