陳根:研究開發柔性磁化薄膜,讓機器人擁有超敏感觸覺_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2021-03-22 10:40
文/陳根
這是一個機器人不斷進入人們生活的時代,不論是在工業製造還是在家居服務,都已越來越多地見到機器人的身影。但想要機器人更好地服務於人,就需要讓機器人更高度地仿真於人。比如,賦予機器人感官知覺。
顯然,人類的皮膚可以感知法向力和剪切力的細微變化(即自解耦),並能夠以更高的分辨率感知刺激(即超分辨)。換言之**,人類的指尖可以感受到壓力和紋理,這主要歸功於皮膚上一種叫做機械感受器的特殊感覺細胞**。
這些細胞連同整個神經系統,將來自環境的機械信息轉化為信號,結合温度感受器和痛覺感受器,人類就可以在不傷害自己的情況下完成對周圍環境的操控。
為了最大限度地在機器人身上實現這一功能的模擬,來自香港城市大學、卡耐基梅隆大學、南方科技大學組建的科研團隊共同研發了一種機器人指尖“皮膚”——一種柔軟的正弦柔性磁化薄膜,厚度為 0.5 mm,這種薄膜會在設備內部產生磁場。
具體來説,這一複製了他們的機械手指的“皮膚”是由一個靈活的磁化膜組成,它在設備內產生磁場。支撐手指的“骨頭”則是一塊電路板,上面佈滿了監測磁場的傳感器。
如果把鉛筆橡皮戳進指尖,磁性皮膚就會收縮,手指的磁場也會發生微妙的變化,傳感器會對這些變化進行分析,以確定橡皮擦的接觸位置。如果把這些手指放在一個人形機器人上,機器人就能夠定位它的手指與物體接觸的地方,從而提高它的抓地力。
研究人員表示,這項工作是令人興奮的觸覺傳感新浪潮的一部分,人們正在建造傳感器,以提供豐富的原始數據。儘管不一定是為人類消費,但其目的都是幫助機器人解決缺乏靈巧的問題,使人工智能與人類更近。