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19个超敏电极,智能机器人的手指也能感受温度

[日期:2017-10-11] 来源:高工机器人网  作者: [字体: ]

  「不同的表面,会有不同模式的振动,基于此我就可以分析出不同材质的差别,比如,外套的羊毛和衬衫的棉花两者之间的区别。」SynTouch 的联合创始人 Gerald Loeb 说。

  你是否觉得,触觉是一种非常奇怪的感觉。与声音和光线不同,触觉的特性难以量化。你可以测量分贝或者光通量,但是触觉则是一种主观的感觉,只能进行主观性的描述,比如粗糙、黏糊或者冰凉。但现在,这种主观性的描述却有了改观。

  SynTouch 是一家从南加州大学分离出来的公司,该公司研发了一种机器人手指,该机器人的指尖在触摸材料后,能够精确测量其「感觉」,并将「感觉」从粗糙到冰凉划分为 15 个不同的层度。要想未来机器人能够与人类进行亲密地沟通,该技术可谓是至关重要。触觉可以使我们轻轻地抓住一瓶水,更有力地握住一根撬棍,机器人也要能做到这一点。我们不会想看到机器人将盘碟、桌椅毁坏一通的,甚至一下拍碎人的头盖骨,不是吗?

  这种机器手指并不像人类一样依赖神经感知周围的世界。研发人员在手指顶部嵌入了 19 个超敏电极,并在外层覆上了硅质表皮。其中的空间则由盐水进行填充。当你用手指按压东西时,电极可通过盐水测量阻力的变化。机器人能够感知物体压力的强度,并对物体材料的弹性进行量化。

  这种机器手指可以通过振动来检测材料的质地。「如果手指滑过我的西装外套,你会深切地这些高频振动,这中振动在辨别质地方面极为必要。」SynTouch 的 CEO 兼联合创始人 Gerald Loeb 说。「不同的表面,会有不同模式的振动,基于此我就可以分析出不同材质的差别,比如,外套的羊毛和衬衫的棉花两者之间的区别。」

  这种机器手指还能够测量温度,细微程度远超你的想象。瓷砖地板摸起来比毛毯更加冰凉的原因不是因为它们的温度不同。即使它们的温度均为室温,瓷砖感觉更凉是因为它能比毛毯更快地将你脚上的热量转化掉。SynTouch 的机器手指所测量的不仅仅是材料的温度,它也可以通过精确测量热量转化的速率感知其温度。

  SynTouch 可以得到三种信息:材料的质地、弹性以及摸起来是冷还是热。这些性质可以细分为 15 个更精确的特性,比如「粘性」、「热持续性」、「触觉柔顺性(tactile compliance)」和「纹理粗糙度」。经过反复测试,SynTouch 从其机器人在不同材料中感知的不同力度和速度总结出了这 15 种特性。

  SynTouch 用数千种材料不断的重复这一过程,不仅仅只是为了使机器人能更好的和人类相处,更是为了对这种主观的感觉开发出一套客观的标准。通过参考其大量的测量数据,SynTouch 表示该机器手指感知的精准度比人类专家还要精准(对材料进行触摸感知确实是一种工作,比如质量控制)。

  考虑到这一点。一家汽车制造商为其高端车型构建了一套概念,希望能以此获得更大的赢利。如果能找到更便宜、并且令人信服的替代品,为什么还要使用皮革呢?「问题在于: 你如何判断它仍旧有相同的感觉?」Loeb 问道,「你能找到同样的颜色,因为我们有关于颜色的标准。而我们现在做的是制定一套有关感觉的标准。」

  使用这一套标准,你可以为在线购物进行一些提示。也许有一天商场不仅可以为运动衫标注其颜色和尺寸,还有量化的感觉。六成的柔软度等等。再不需要看其他人的差评才能发现这件运动衫不像广告里那样舒适。

 

  通过赋予机器人触觉,人类能获得更轻柔的陪伴,截肢患者可以通过假肢重获触觉,不仅如此,战争中, 衣衫褴褛的两个士兵可能因此而成了伙伴:「哇,你穿的也是奶奶织的圣诞毛衣。」

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