仿生电子天线：赋予机器人敏锐 “触觉”

1. 机械鲁棒性强，能承受 1800% 扭转、224% 拉伸等极端变形；全方位敏感，方向识别精度高达 1.76° ，远超生物天线；灵敏度高，优化后相比传统设计提升约 224%。

2. 基于主动触觉感知方法，结合顺序神经网络，有效处理触觉信号，准确感知环境特征，在复杂几何感知等任务中表现出色。

3. 可集成到多种机器人平台，解决如无视觉导航、地面纹理识别、曲面操作等实际问题，为机器人在复杂环境中的应用提供有效支持。

1. 仿生电子天线设计与原理：受夜行昆虫触觉感知机制启发，设计了电子天线系统（E-Antenna）。采用部分磁化和分段柔性策略，由弹性材料和磁性颗粒制成，通过变形改变磁场，使下方的多维磁力计读数变化来感知外部刺激，再经无线电路板实时传输信号。

2. 理论建模与优化：建立 E-Antenna 的理论模型，分析其变形和磁场变化关系。通过优化，采用分段柔性配置（软基底和硬天线）提高变形灵敏度，部分磁化策略在不牺牲挠度灵敏度的情况下提高磁灵敏度。实验验证优化后的设计在小负载范围内灵敏度提升约 224.24%，可靠传感范围扩大约 1.7 倍，且具有良好线性度。

3. 性能表征：E-Antenna 静态传感在 [-120, 120] mN 范围内呈线性，力传感多向一致性强，方向识别精度高，最大标准偏差为 1.76° 。动态响应方面，对动态刺激幅度、波形和频率响应良好，耐久性佳，经 3500 次测试仍稳定。同时，它具备出色的机械和伤口鲁棒性，能承受大扭转、拉伸、弯曲、压缩和穿刺等。

4. 触觉感知策略：提出主动触觉感知方法（ATPM），E-Antenna 主动与物体接触获取空间特征，利用滑动窗口构建感知观察链，输入多层顺序神经网络进行分析。在曲面感知任务中，该方法分类准确率高，平均估计误差小于 0.9°，优于人类触觉曲率辨别能力。

5. 机器人应用：将 E-Antenna 应用于多种机器人。在移动机器人上，实现了类似昆虫的夜间无视觉贴壁导航，跟踪偏差仅 0.2mm；赋予清洁机器人地面纹理感知能力，识别准确率达 97.33% ；帮助机械臂在曲面上进行贴合刷涂操作，涂覆覆盖率达 99.92%，且能精确控制接触力。