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这种带传感器的皮肤 让机器人拥有像人类一样灵敏的触觉

导读: 现在,来自华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校的工程师们,发明了一种带有传感器的“皮肤”,可以覆盖机器人的身体或假肢的任何部位,具备可延展可拉伸的性能,可以准确地感知关于剪切力和振动的信息。而这些信息对于成功地抓住和操纵物体至关重要。

我们知道机器人可以在仓库里自动搬运,借助人工智能还可以战胜国际象棋大师,可以驾驶汽车,在众多方面都赶超了人类。但是触觉是一种极为细腻的感觉,机器人在这方面做得并不理想。

比如,一个机器人要去拆解路边的炸弹,或者在给你做煎蛋的时候怎么小心地处理一个鸡蛋,这个时候,它就需要能准确地感应到,什么时候物体正在脱离它的控制。

迄今为止,大多数机器臂和假肢的手,都很难准确地感知到发生的振动和剪切力(一个力学名词,“剪切”是在一对相距很近、大小相同、指向相反的横向外力(即垂直于作用面的力)作用下,材料的横截面沿该外力作用方向发生的相对错动变形现象),例如,当手指在桌面上滑动,或物体开始下落的时候。

这种带传感器的皮肤 让机器人拥有像人类一样灵敏的触觉

现在,来自华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校的工程师们,发明了一种带有传感器的“皮肤”,可以覆盖机器人的身体或假肢的任何部位,具备可延展可拉伸的性能,可以准确地感知关于剪切力和振动的信息。而这些信息对于成功地抓住和操纵物体至关重要。

论文中描述的这种皮肤,模拟了人的手指在滑过表面或在区分不同的纹理时产生的拉伸和压缩。它能够敏锐地感知到这些触觉信息,并达到和人类相似的精确度和灵敏度。这种能力可以大大提高机器人在多个领域的能力,从外科手术、工业流程到清洁厨房等等。

该论文的主要作者、机械工程和化学工程教授Jonathan Posner表示,现在机器臂和假肢手都是通过视觉信息来判断的,比如机器人通过视觉辨别”我的手是握在这个物体上吗?“或者”我的手是在摸着这根线吗?“这显然不太完整。

从日常经验可以得知,我们的视觉可以看到一个物体的全貌,但是在触摸它的过程中,我们的手会感受到一些新的信息,比如它细部的纹理、材质的柔软度等等,这是视觉很难获得的信息。

据Posner介绍,如果一个机器人要拆除一个简易爆破装置,就需要知道它的手在沿着导线滑动还是在拉着导线,如果机器人手里拿着医疗器械,它需要指导手中的物体是否在滑动。而这都需要机器人有能力感知剪切力。目前,其他的传感器皮肤还没有这种能力。

这种带传感器的皮肤 让机器人拥有像人类一样灵敏的触觉

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