｜觸覺感知技術與智慧自動化應用

摘要：人類的手指不光是接觸、壓力的觸覺機能，還能感受溫度冷熱的溫覺，並具有能夠區別1～2毫米凹凸的空間解析能力。隨著自動化產業的智慧化轉型，機械設備也需要通過觸覺感知周圍的環境，因此如何將觸覺轉化成機器可以識別的信號為現今自動化關鍵模組的研究課題之一。本文概述了觸覺感知技術的發展現況，包括生理學的研究、觸覺感測器量測原理功能比較、及其智慧自動化相關應用案例，希望能作為國內精密機械產業未來發展方向的參考。

Abstract: Human fingers can sense the changes of vibration, pressure or temperature when contact with objects, and have spatial resolution up to 1-2 mm. The tactile sensor usually refers to a transducer that is sensitive to touch, force, or pressure. Tactile sensors are employed wherever interactions between a contact surface and the environment, useful in a wide variety of applications for robotics, bio-medical field and even computer science. This paper briefly describes the evolution of tactile sensor and the application in intelligent automation. Moreover, the tactile neurophysiology, tactile sensing systems, and applications are discussed with future development for mechanical industry.

關鍵詞：觸覺感知、智慧自動化

Keywords：Tactile sensing, Intelligent automation

前言
想像一個情境：每天晚上回家時，從口袋裡掏出一整串鎖匙，摸索著選出正確的那一把拿來打開家裡大門。整個動作我們可以不需要視覺的幫助，完全依賴觸覺完成。雖然人是高度依賴視覺的動物，但不可否認地，觸覺在日常生活仍扮演不可或缺的角色。無需視覺，我們的手可以準確感知物體的形狀、位置、重量、溫度、材質，從中正確決定物體的特性並有效的操作物體。人類的手，是如何做到這些精巧的感知呢？

觸覺感知的生理學研究
人體感官主要包括觸覺、視覺、聽覺、嗅覺和味覺等，而其中觸覺為所有感官經驗中最為重要的一部分－皮膚不但為人體最大的器官（約占總體重的16%），也是胚胎中最先發育的感覺系統，更是身體中分布最廣、訊息最多也最為複雜的感官系統。

作為一個研究領域，自動化技術的興起應可視為觸覺技術被廣泛探討的一個原因。在工業革命以前，科學家的研究方向僅專注於生物的觸覺體驗，生物學家發現，即使是像水母和蠕蟲這樣的簡單生物，都有著複雜的觸覺反應。在20世紀早期，心理學家和醫學研究人員都在積極研究人類是如何感受到觸覺。因此，這一科學分支便理所當然地被稱為人類觸覺生理學，而林口長庚醫院觸覺實驗室是國內少數專門探討人類觸覺神經科學及行為相關實驗的研究單位。