這種帶有傳感器的皮膚，可以讓機器人擁有像人類一樣靈敏的觸覺
我們知道機器人可以在倉庫里自動搬運，借助人工智能還可以戰(zhàn)勝國際象棋大師，可以駕駛汽車，在眾多方面都趕超了人類。但是觸覺是一種極為細(xì)膩的感覺，m.twshmhelmet.com，機器人在這方面做得并不理想。
比如，一個機器人在給你做煎蛋的時候怎么小心地處理一個雞蛋，這個時候，它就需要能準(zhǔn)確地感應(yīng)到，什么時候物體正在脫離它的控制。
迄今為止，大多數(shù)機器臂和假肢的手，都很難準(zhǔn)確地感知到發(fā)生的振動和剪切力（一個力學(xué)名詞，剪切是在一對相距很近、大小相同、指向相反的橫向外力（即垂直于作用面的力）作用下，材料的橫截面沿該外力作用方向發(fā)生的相對錯動變形現(xiàn)象），例如，當(dāng)手指在桌面上滑動，或物體開始下落的時候。
現(xiàn)在，來自華盛頓大學(xué)和加州大學(xué)洛杉磯分校的工程師們，發(fā)明了一種帶有傳感器的皮膚，可以覆蓋機器人的身體或假肢的任何部位，具備可延展可拉伸的性能，可以準(zhǔn)確地感知關(guān)于剪切力和振動的信息。而這些信息對于成功地抓住和操縱物體至關(guān)重要。
論文中描述的這種皮膚，模擬了人的手指在滑過表面或在區(qū)分不同的紋理時產(chǎn)生的拉伸和壓縮。它能夠敏銳地感知到這些觸覺信息，并達(dá)到和人類相似的精確度和靈敏度。這種能力可以大大提高機器人在多個領(lǐng)域的能力，從外科手術(shù)、工業(yè)流程到清潔廚房等等。
該論文的主要作者、機械工程和化學(xué)工程教授JonathanPosner表示，現(xiàn)在機器臂和假肢手都是通過視覺信息來判斷的，比如機器人通過視覺辨別我的手是握在這個物體上嗎？或者我的手是在摸著這根線嗎？這顯然不太完整。
從日常經(jīng)驗可以得知，我們的視覺可以看到一個物體的全貌，但是在觸摸它的過程中，機器人維修，我們的手會感受到一些新的信息，比如它細(xì)部的紋理、材質(zhì)的柔軟度等等，這是視覺很難獲得的信息。
據(jù)Posner介紹，如果一個機器人要拆除一個簡易爆破裝置，就需要知道它的手在沿著導(dǎo)線滑動還是在拉著導(dǎo)線，如果機器人手里拿著醫(yī)療器械，它需要指導(dǎo)手中的物體是否在滑動。而這都需要機器人有能力感知剪切力。目前，其他的傳感器皮膚還沒有這種能力。
我們來看下它的工作原理：
這種新型的可拉伸的電子皮膚，由華盛頓大學(xué)的華盛頓納米實驗室制造的。它是用在游泳鏡中使用的硅橡膠制成的。橡膠內(nèi)含細(xì)小的蛇形通道大約是人類頭發(fā)寬度的一半充滿了導(dǎo)電的液態(tài)金屬。當(dāng)皮膚被拉伸時，這種液態(tài)金屬不會開裂或疲勞，就像固定的電線一樣。
當(dāng)電子皮膚被放置在一個機器人手指或末端執(zhí)行器上時，這些微流體通道會被放置在它手指的兩側(cè)，相當(dāng)于人類指甲兩側(cè)的位置。
當(dāng)你的手指在物體的表面滑動時，你的指甲的一側(cè)會突出，而另一側(cè)則會因為壓力而變得緊繃。
同樣的事情也會發(fā)生在機器人或假肢手上在指甲一側(cè)的微流體通道被壓縮，而另一側(cè)則會伸出來。
當(dāng)通道的幾何形狀發(fā)生變化時，能通過的電流也會隨之改變。研究小組可以測量這些不同的電阻，并將它們與機器人手指，所經(jīng)歷的剪切力和振動聯(lián)系起來。
然后，機器人的手就可以模擬人類的觸覺了。
研究小組已經(jīng)證明了這種帶有傳感器的皮膚，在面對輕微觸碰時有著很高的精確度和靈敏度，比如，打開一扇門，與手機交互、握手、拿起包、觸摸一些物體，庫卡機器人何服電機維修，等等。
最近的實驗表明，這種皮膚能夠檢測到每秒800次的微小振動，比人類的手指還好使。
因此，Posner說：通過在一個靈活的電子皮膚上模仿人類的生理機能，我們已經(jīng)達(dá)到了與人類的手一致的靈敏度和精確度，這是一個重要的突破。
雖然，機器人離擁有人類一樣細(xì)膩的觸覺還有很遠(yuǎn)，但這無疑是讓人欣喜的一步。無論機器人有多么強大的視覺和計算能力，還是會讓人覺得機器人就是機器，但是當(dāng)它擁有細(xì)膩的觸覺后，就更像一個有血有肉的人了。
一個視覺靈敏、智力強大的機器人，你看著它方頭方腦的樣子，總覺得它像一個你瞅啥瞅你咋地的愣頭青。可是有了觸覺就不一樣了，你就可以跟它相互調(diào)戲了，說不定它都能摸出你臉上有幾個坑。