柔性磁化薄膜,如何讓機器人擁有超敏感觸覺

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(yè)制造還是在家居服務(wù),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(wù)于人,就需要讓機器人更高度地仿真于人。比如,賦予機器人感官知覺。

為了最大限度地模仿人類知覺,基于正弦柔性磁化薄膜,研究人員們共同研發(fā)了一種機器人的指尖“皮膚”。

這是一個機器人不斷進入人們生活的時代,不論是在工業(yè)制造還是在家居服務(wù),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(wù)于人,就需要讓機器人更高度地仿真于人。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),并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,這主要歸功于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(jīng)系統(tǒng),將來自環(huán)境的機械信息轉(zhuǎn)化為信號,結(jié)合溫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(huán)境的操控。

為了最大限度地在機器人身上實現(xiàn)這一功能的模擬,來自香港城市大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)、南方科技大學(xué)組建的科研團隊共同研發(fā)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(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生磁場。

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具體來說,這一復(fù)制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(shè)備內(nèi)產(chǎn)生磁場。支撐手指的“骨頭”則是一塊電路板,上面布滿了監(jiān)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(fā)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(shù)據(jù)。盡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。

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