英國研究人員近期研發(fā)出一種由柔軟且低成本的凝膠材料制成的新型機(jī)器人皮膚，可同時感知壓力、溫度等，甚至可以區(qū)分多個接觸點(diǎn)，從而使機(jī)器人能以類似人類的方式獲取周圍環(huán)境信息。
由劍橋大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員組成的團(tuán)隊(duì)近期在美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上發(fā)表論文說，他們研發(fā)的這款柔性導(dǎo)電皮膚不僅易于制造，還可以熔化并重新塑造為各種復(fù)雜形狀。這項(xiàng)技術(shù)可以感知并處理多種物理輸入，使機(jī)器人能夠更有意義地與物理世界互動。
這種新型機(jī)器人皮膚的解決方案是采用一種對不同觸覺反應(yīng)不同的單一傳感器，這種技術(shù)被稱為多模態(tài)感知。雖然從中分離出每種信號的來源具有一定挑戰(zhàn)，但多模態(tài)材料更容易制造，也更堅(jiān)固耐用。
研究人員將一種柔軟、可拉伸且導(dǎo)電的明膠基水凝膠加熱熔化，并鑄造成一只人手的形狀。他們測試了多種電極配置，找出哪種方式最能有效獲取不同觸覺類型的信息。僅在手腕處放置32個電極，就能從整只手收集到超過170萬條信息，這要?dú)w功于材料內(nèi)部密集的微通道網(wǎng)絡(luò)。
隨后，研究人員對這種皮膚進(jìn)行了各種觸覺測試：用熱風(fēng)槍加熱，用人類手指和機(jī)器人手臂對其按壓，用手指輕觸，甚至用手術(shù)刀對其切割。他們將測試過程中采集的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練一個機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使機(jī)器人手能識別各種觸覺類型所代表的含義。
研究人員表示，雖然這種機(jī)器人皮膚目前還無法媲美人類皮膚的靈敏度，但它在靈活性和制造簡便等方面已經(jīng)優(yōu)于現(xiàn)有的任何類似技術(shù)，可以通過人類觸覺校準(zhǔn)，用于多種任務(wù)。未來除了應(yīng)用在人形機(jī)器人或人類假肢等需要觸覺感知的場景，這種機(jī)器人皮膚還可以廣泛應(yīng)用于汽車制造、災(zāi)后救援等不同行業(yè)。