生体模倣型フレキシブルセンサーが光電・圧力を同時検知することを可能に(Homologous Perception: Bio-inspired Flexible Sensor Enables Co-located, Synchronous Photoelectric and Pressure Sensing)

2026-08-21 中国科学院(CAS)

中国科学院深圳先进技术研究院などの研究チームは、生物の「同源知覚」に着想を得て、光電・圧力を同一位置かつ同時に検出できる柔軟な二モードセンサーを開発した。ウニの管足が光受容と機械受容を統合する構造を模倣し、光電検出層と圧力検出層を垂直統合。圧力感度245.41 kPa⁻¹、0~40 kPaでR²>0.99の高い線形性、光応答度85.31 A/Wを実現し、両信号間の干渉を1%未満に抑えた。5×5アレイによる物体識別では96%、36個のセンサーを搭載した球形ロボットの模擬火災環境での自律航行では94%の成功率を達成。さらに土壌水分と光強度を同時検出し、3種類の土壌を99%超の精度で識別した。信号の後処理による位置合わせを不要にする本方式は、身体知能、ヒューマン・ロボット・インタラクション、精密農業などへの応用が期待される。

<関連情報>

深層学習によって強化された相乗的センシングによる、インテリジェントな認識とナビゲーションを実現するバイモーダルセンサー A bimodal sensor with deep learning-enhanced synergistic sensing for intelligent recognition and navigation

Binzhe Zhao,Danning Gao,Xi Hu,Haoyuan Chen,Zhixun Wang,Lei Wang,Guohua Zhong,Lei Wei,Chunlei Yang & Ming Chen
Nature Sensors  Published:20 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s44460-026-00127-y

生体模倣型フレキシブルセンサーが光電・圧力を同時検知することを可能に(Homologous Perception: Bio-inspired Flexible Sensor Enables Co-located, Synchronous Photoelectric and Pressure Sensing)

Abstract

Flexible sensors are widely used in emerging intelligent systems giving the ability to perceive and interact with complex environments through multimodal signals. However, most existing devices rely on spatially separated or independently acquired modalities, limiting synchronous perception, introducing crosstalk and hindering robust data fusion. Here we present a bio-inspired flexible bimodal sensor that integrates co-located photoelectric and pressure sensing within a vertically stacked architecture with intrinsically decoupled outputs. The device combines a SnSexSy/PTAA heterojunction for efficient broadband photodetection with a covalently interlocked polypropylene/functionalized carbon nanotube network for highly linear, sensitive pressure sensing, achieving good responsivity, low detection limits and minimal (<1%) cross-channel interference. By fusing multimodal signals, the sensor enables accurate object recognition, mapless robotic navigation in simulated fire and tracking soil moisture and light intensity for environmental monitoring. These results establish a material and architectural paradigm for synergistic bimodal sensing, with broad implications for embodied intelligence, human–machine interfaces and precision agriculture.

0403電子応用
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