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美国麻省理工学院发明电子手套:让机器人有触觉

  来源:生命科学    发布时间:2019-05-31 10:36:00

文 / 管颜青 编 / 袁月

【搜狐健康】随着科学技术的不断发展,看似冷冰冰的机器人也“进化”出了触觉。5月29日,发表在《自然》杂志上的一篇文章称,美国麻省理工学院的研究人员已发明出一只仅需10美元的电子手套,可以帮助机器人拥有触觉,并能在简单的环境中操纵物体,同时不失高精度和灵敏度。

为什么机器人需要触觉?

捡起一样东西并不像我们平时看到的那样的简单,需要多种感知功能的参与。人类在尝试抓取物体时,会组合运用各种感官,最基础的就是视觉和触觉。但对机器人来说,这却很困难。

目前,大部分解决机器人抓握问题的尝试都只把注意力放在了视觉感知上。例如,让机器人使用摄像头来感知目标物体,同时监测自身的动作,以此来尝试抓取物体。但在没有触觉的情况下,机器人无法区别对每个物体使用的力度。比如,在拿起鸡蛋或砖头时,人类可以调整握力以避免压碎或掉落物体,但机器人却只能盲目地“乱抓”。

《自然》杂志的这篇文章解释说,与视觉相比,触觉更加复杂,需要将物理上的接触感觉转化为可测量的信号,难点在于难以将电子元件集成到柔性的材料中。

电子手套解决触觉难题

麻省理工学院首席科学家Subramanian Sundaram的研究团队提出了一个新的触觉解决方案。他们在普通的针织手套的表明涂上一层力敏薄膜,可以将应力、压力等力学量转换成电信号,并将数据传送给548个传感器。随后,研究人员带上该手套抓取26种不同的物体,并将这些触觉数据导入计算机中,形成“触觉地图”,训练计算机从持有的方式识别每个物体。

“它可以帮助机器人了解在和什么样的物体互动,并估计抓取物体的重量和所需力度。” Subramanian Sundaram介绍,这副手套的成本仅为10美元。研究人员可以利用“触觉地图”中的数据,在不需要机器人用力挤压物体的同时,教会它们处理和操纵精细物体。

美国纽约西奈山医疗系统主管David Putrino认为,这副手套可以提高机器人的智能,就好比教会机器人“学习一门非常复杂的新语言”,帮助它们用最灵敏、最有效的方式抓住不同的物体。

David Putrino表示,未来,人们还可以用语音命令机器人该抓取什么,或者在这副手套上安装摄像头,可以让机器人自动识别要抓取的物体。

参考文献

https://consumer.healthday.com/general-health-information-16/misc-prostheses-news-563/sensor-laden-glove-helps-robotic-hands-feel-objects-746862.html

https://www.nature.com/articles/d41586-019-01593-w