人手作為感知外界與表達(dá)意圖的精密器官，兼具運動、觸覺識別和語言溝通等復(fù)雜功能。然而，現(xiàn)有傳感技術(shù)多局限于單一功能(如形變傳感或壓力傳感)，難以在集成系統(tǒng)中同時高精度地模擬手部姿態(tài)、手勢語言和表面紋理/硬度感知。針對這一瓶頸，研究團(tuán)隊在異構(gòu)微尺度通道內(nèi)構(gòu)建出固?液?氣三相界面體系。當(dāng)傳感器傾斜時，重力引起的拉普拉斯壓力變化驅(qū)動液?氣界面遷移，導(dǎo)致液態(tài)金屬表面形變，進(jìn)而實現(xiàn)電阻信號與傾斜角度的高度線性映射。該傳感器具備2°的高分辨率、1.78秒的快速響應(yīng)、超過15,000次的循環(huán)穩(wěn)定性以及40天的長期可靠性，檢測范圍覆蓋-90°至90°。
 

　　在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊將多個并列傳感器單元分布于手指非關(guān)節(jié)部位，構(gòu)建了穿戴式手語識別系統(tǒng)。不同手勢形成獨特的“電阻指紋”，實現(xiàn)了手部動作的實時高保真捕捉，并進(jìn)一步將特定傾斜軌跡編碼為字母信息，成功輸出可編程語言信號，拓展了傳感器的信息交互功能。更值得一提的是，通過搭建三維掃描平臺，該傳感器還被用于表面輪廓重建和彈性模量分布成像，可對大范圍表面(如涂層、復(fù)合材料)進(jìn)行微米級粗糙度掃描，并能區(qū)分模量差異(檢測范圍0.0568~4.17 MPa)，揭示光學(xué)平滑表面下“不可見”的力學(xué)非均勻性，展現(xiàn)出類皮膚的觸覺感知能力。
 

　　該論文第一作者為材料學(xué)院2024級博士研究生陳春和展飛，宋國勇教授和王磊副教授共同指導(dǎo)了該工作。
 

　　研究工作得到了雄安新區(qū)科技創(chuàng)新專項(2025XAGG0054)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(BLX202343)的資助，感謝我校林業(yè)資源高值化利用創(chuàng)新平臺提供的分析測試支持。
 

　　引用：材料學(xué)院科研團(tuán)隊在液態(tài)金屬仿生傳感領(lǐng)域取得重要突破-北京林業(yè)大學(xué)【引用時間：2026年9月30日】