触觉能够帮助人类分辨物体,而后通过大脑控制双手选择拿捏它们的力道。但是对于金属和电路组成的机器人来说,如何能在它们身上复现人类的“触觉”呢?
近日,英国布里斯托大学的研究人员给出了解决方案 ——TacTip(人造指尖),也称“光触觉传感器”。它不仅能让机器人拥有“触觉”,为它们带来主动感知和分辨周遭物体的能力,同时还能令机器人摆脱固定编程指令的束缚,赋予它们主动更改力度等相应动作的能力,让机器人本身的动作更加“细腻”。
当人类的指尖皮肤与物体接触时,遍布皮肤的神经末梢通过突触的变形向大脑传递“摸到东西”的指令,之后神经会向大脑发送“快和慢”两种信号,“快速”信号来帮助避免物品掉落,“滞后”的信号则用来传达物体的形状。
而“机器反应”和“人类触觉”有一个相通点,就是信号。TacTip的原理正是通过数字信号模拟神经信号传输。
为了能够让信号模拟更加“精确”,研发团队为TacTip制作了如皮肤一样的“橡胶表层”,下面安装了一套类似于人类神经突触的针状凸起阵列,这些阵列模拟了人类皮肤的中间表皮脊。当TacTip开始进行“触摸”动作时,接触到物体表面的阵列会开始弯曲,通过弯曲的速度来产生人类触觉中的“快信号”,避免拿不稳物品。另外,在这套“阵列”的下方,研发团队还为其安装了一个摄像头,用来监测“凸起阵列”的弯曲程度,这些摄像头记录下的“弯曲程度”会转化为人类触觉中的“慢信号”,来让TacTip判断出物体性质。
这项技术真正铺开应用,将会给工业制造、医疗以及劳动力短缺等问题带来新的解决方案。
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