仿生六边形微凸起纹理高度对摩擦触觉感知的影响

王雷¹, 朱玉芹¹, 方星星²，王帅², 唐玮²

（1. 中煤科工机器人科技有限公司，广东深圳 518052；2. 中国矿业大学 机电工程学院，江苏徐州 221116） 

摘要：从仿生学角度出发，加工出类似动物表面具有特殊功能的纹理，进而提高接触表面摩擦稳定性和接触舒适性对于触肤产品的表面纹理设计具有重要的指导意义。本文采用激光加工方式在亚克力表面制备了仿生六边形微凸纹理。通过有限元、认知行为学、摩擦学和脑电试验研究了不同触摸速度、压力条件下手指触摸仿生六边形微凸纹理的摩擦机理，探究了仿生六边形微凸纹理高度变化对于摩擦触觉感知的影响。研究表明形变摩擦力是手指触摸仿生六边形微凸纹理的主要摩擦分量，滑溜感和摩擦因数呈现显著负相关关系。随着触摸速度减小或触摸压力增大，手指的滞后摩擦以及互锁摩擦呈增大趋势，滑溜感呈减小趋势。触摸凸起高的仿生六边形纹理引起的摩擦因数大、滑溜感小、P300峰值低。纹理凸起低、摩擦因数小、滑溜感高的六边形微凸纹理在触觉感知过程中需要较大的大脑注意资源和触感信息加工强度。

关键词：仿生六边形微凸纹理，触感，摩擦，事件相关电位，主观认知

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Wang, L., Zhu, Y., Fang, X. et al. Influence of Height of Bionic Hexagonal Texture on Tactile Perception. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) 30, 461–468 (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2648-1