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科学家为机器人配备高灵敏度合成皮肤 让人机拥抱变得更加安全

 时间:2019-11-06 10:47:50 阅读人数:1568


早在2011年,一个研究小组就展示了六角形(蜂窝)电子皮肤。它在一个小型人形机器人上放置了31块合成皮肤,声称能够给机器人更真实的触觉。但是现在,他们已经将高精度触觉进一步提高到1260个子区域,覆盖了机器人的大部分全身(甚至脚底)。

(照片来源:tum/astrid eckert,通过新地图集)

在建造了最初的高灵敏度感应机器人之后,由德国慕尼黑理工大学的戈登·程教授(gordon cheng)领导的团队极大地改善了单个传感器单元的外观,但功能基本保持不变。

机器人敏感皮肤(via)

新型高灵敏度机器人的合成皮肤仍然是六角形(蜂巢),可以测量接近程度、压力、温度和加速度。

将这个系统扩展到全身的最大问题是力的计算。处理数百个传感器的连续数据将很快使以前的系统超负荷运行。

好消息是,研究人员已经从人类神经系统中获得灵感——因为它并不总是告诉大脑皮肤的每一种感觉,而是关注新的感觉。

这个团队以戴帽子为例:当它第一次戴上时,头的松紧会很明显。但是没过多久尸体就习惯了。后来,我只是选择性地忽略了它,直到风吹走了我的帽子,再次感受到它。

这种基于“事件”的处理方法对机载设备的计算能力要求低得多,tum团队已经将其应用于覆盖机器人几乎整个身体的高度敏感的合成皮肤。

最终,名为h-1的小型仿人机器人穿上了由1260个六边形组成的蜂窝形“外衣”,并支持13000多个传感器的计算任务。

这套合成皮肤覆盖了机器人的上身、手臂、腿和脚(甚至是脚底板),使机器人能够单腿直立行走,在不平的路旁行走并保持平衡。

此外,敏感的触摸也能让“人机拥抱”更安全。人类之间的这种亲密行为似乎很简单,但机器人需要更多的“意识计算”。

这是因为拥抱在一起的两个人之间的接触点的数量(面积)非常大,并且压力实时变化。

郑高登教授说:“这在工业应用中可能不太重要,但在护理等领域,机器人必须设计成能够与人类紧密、安全地接触。”

据报道,目前版本的“触觉细胞”直接约为1英寸(2.5厘米)。但是研究小组正试图缩小它们的尺寸,并准备大规模生产。

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