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編譯 | 知淮
編輯 | 云鵬
智東西4月11日消息 ， 一直以來 ， 類人型機器人的研發 ， 都是朝著復現人類的行為 ， 繼而輔助人類生活的方向發展著 。 近日 ， 來自英國以及日本的相關研究人員 ， 對外釋放了一些全新的技術 ， 這些技術能夠讓機器人擁有“和人類一樣的觸覺” ， 并且可以令機器人從事諸如“幫助人類穿衣服、剝香蕉”等這樣更加精細的操作 。
▲“人工指尖”正在觸摸球類玩具
在這些技術中 ， 有利用“人工神經元”對機器人進行反復訓練的成果 ， 也有“人造指尖”這樣新元件加持下的全新突破 。 這些技術的真正鋪開應用 ， 將會給工業制造、醫療以及勞動力短缺等問題帶來新的解決方案 。
一、3D打印“人造指尖” ， 賦予機器人比肩真人的觸覺接觸是人類感知世界的最直接方式 ， “觸覺”是人體神經系統中的重要組成部分 ， 它在人類之間的情感互動中起著重要作用 。 皮膚和皮膚下覆蓋的神經則是將“感覺”傳達給大腦的橋梁 。 觸覺幫助人類分辨物體 ， 最后大腦控制雙手 ， 選擇拿捏它們的力道 。 但是對于金屬和電路組成的機器人來說 ， 如何才能在它們身上復現人類的“觸覺”呢？
英國布里斯托大學的研究人員給出了解決方案——TacTip（人造指尖） ， 也稱“光觸覺傳感器” 。 倫敦大學研究“觸摸行為”的Mandayam Srinivasan稱TacTip為：“自然觸摸和人工觸摸的近距離接觸 ， 這是改進機器人‘觸摸方案’的必要步驟 。 ”
▲裝備了TacTip的機器人成功拿起千紙鶴
TacTip原型機的誕生最早可以追溯到2009年 ， 當時布里斯托大學的研究人員以人類皮膚為靈感 ， 手工組裝出了第一個“人造指尖” 。 但是受制于當時的技術 ， 第一個“人造指尖”并不像真人手指一般纖細 ， 它足足有罐裝汽水一般大小 。 而后隨著3D打印技術的飛速發展 ， 終于在2018年 ， 研發團隊依托于3D打印技術 ， 將“人造指尖”的體積壓縮到了成人大腳趾的大小 。
同時得益于3D打印技術能夠為“人造指尖”創造類似于人類皮膚的多層結構 ， 研發團隊近期已經將“人工神經網絡”集成到了“人造指尖”中 。 至此 ， “完全體”的TacTip正式落地 。
長期以來 ， 工程師們一直試圖讓機器人像人一樣靈巧 ， 配備“人工神經網絡”縱然是解決方案之一 ， 但是來自倫敦大學的觸摸研究員Mandayam Srinivasan卻表示：“目前機器人的觸摸結果反饋仍然遠遠低于人類 。 ”不過TacTip的研發團隊似乎找出了更為理想的解決方案 ， 那就是“人類觸覺”和“機器反應”的相通點——信號 。
當人類的指尖皮膚與物體接觸時 ， 遍布皮膚的神經末梢通過突觸的變形向大腦傳遞“摸到東西”的指令 ， 之后神經會向大腦發送“快和慢”兩種信號 ， “快速”信號來幫助我們避免物品掉落 ， “滯后”的信號則用來傳達物體的形狀 。 相信大家已經快要看出個大概了 ， 觸覺反饋到大腦是以神經信號的方式 ， 指令反饋到機器人是以數字信號的方式 ， 兩者的形式都是“信號” ， 如果能精確的用數字信號模擬神經信號傳輸給機器人 ， 那么或許就能讓機器人擁有比肩真人的觸覺 。 TacTip的原理正式如此 。
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