新型人造触感皮肤让机器人更聪敏 - 机器人技术 - 电子工程

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哲人有云：再美的肉身亦不过是一具皮囊。然而，对于机器人而言，所谓的皮囊并不仅仅是一个审美问题，而是其“社会化”、“拟人化”的关键所在。正因为如此，科学家多年来一直致力于为人类的忠实助手打造一副更灵敏、更柔韧的“画皮”。

如今，由意大利技术研究所(IIT)开发的触感型皮肤有望带来第一次真正意义上的突破，未来的类人机器人将变得更友好、更聪敏、更具亲和力。

传感型皮肤异军突起

“皮肤一直是类人机器人技术领域中的一大缺憾。”IIT机器人专家乔治·梅塔 (Giorgio Metta)如是说。类人机器人的最大优势在于其与“本尊”之间的密切互动，然而前提是它们能够辨认出与自己亲密接触的对象究竟是何方神圣。为此，有科学家提出“传感型皮肤”作为应对之道，不过，这种人工皮肤必须同时满足若干互相矛盾的要求：既要富有弹性与灵敏度，也要拥有较大的覆盖面积。

即将于今年5月问世的触感型皮肤有望为这一难题提供解决方案。届时，欧洲各大实验室可通过开放性源代码“克隆”IIT的设计，其中 iCub将成为有史以来第一个“吃螃蟹”的机器人。iCub形同三岁半的幼童，能够模仿后者的头部及眼睛活动，例如，它可以像人类那样眨巴眨巴自己的大眼睛，也可以爬行和坐立，并能准确地抓取物品。

与此同时，印度理工大学的研究人员正致力于开发一种名为PVDF的压电聚合物层，它可以通过测量压力变化率来感知触碰产生的形变。当机器人的指尖掠过物体表面时，对方的关键信息将通过摩擦产生的振动传达至“神经系统”，这样一来，机器人便可确定抓取物体所需的握力水平，即使是光滑的瓷器亦可轻松搞定。类似的产品还包括由高新技术企业Syntouch开发的触感型类人指尖。研究人员在指尖上安装了一个充满液体的弹力囊，其内部感应器可以测量振动、温度和压力水平。

当皮肤不仅仅是皮肤

英国公司Peratech的CEO菲利普·泰森(Philip Taysom)对于电容传感型皮肤并不感冒。在他看来，重复使用将损害其灵敏度，相比之下，高弹性的量子隧穿复合材料(QTC)更胜一筹，其电阻率将随受力增大而急剧下降，从而为解读信息提供了一套独特的编码。

QTC为麻省理工学院科技媒体实验室亚当·惠顿(Adam Whiton)设计的外套型皮肤提供了灵感。不同于以往紧致而贴合的皮肤，惠顿的设计更像是一件松松垮垮披在身上的外套，他坚持认为，就人机互动而言， “衣服”较之于“皮肤”是一个更好的隐喻，因为前者是社会成员相互交往时的遮羞蔽体之物。

高度灵敏的QTC能够轻松解读各类手势，如拍打背部以引起对方注意或是牵起手为他人领路，然而其功能并不仅限于此：QTC既可以充当传统的触摸传感器，也可以作为电子鼻，通过电阻变化检测空气中挥发性化学物之间发生的反应，从而避免煤气泄漏等意外事故。简言之，我们可以在“外套”中融入许多新设计，而这是传统皮肤所无法企及的。

在惠顿看来，无论将来何种机器人皮肤能够“笑到最后”，可以肯定的是，人类与其助手之间的相处都将变得更为融洽。如果说现阶段的机器人如复印机一般严谨而高效的话，那么基于传感型皮肤的人机互动将使其变得更友好、更亲切。

来源：TOM探索

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