電子皮膚或成突破口

相比聽覺和視覺，觸覺技術一直是機器人技術難以突破的短板。由于觸覺直接的是通過皮膚感知，所以電子皮膚成為觸覺研究者青睞的課題之一。

近，約翰霍普金斯大學的研究人員開發(fā)出一種新的電子皮膚，可以通過感知刺激將信號傳遞給周圍神經來重建觸覺。研究人員把電子皮膚套在受試者指尖，測試結果表明，受試者能夠對尖銳物體和圓滑物體表現(xiàn)出疼痛和非疼痛的反應，說明至少在部分功能上，這種電子皮膚稱得上成功。只不過其對溫度的感應還不太靈敏，尚須改進。

日前，英國曼徹斯特大學與北京他山科技有限公司共同成立人工智能觸覺傳感聯(lián)合實驗室，計劃研發(fā)一款人工智能觸覺芯片及通用解決方案。“基于脈沖神經元網(wǎng)絡架構，研發(fā)電容觸感技術，將之應用到人工智能機器人的皮膚上，尤其是手和腳上，采用優(yōu)于目前通用的深度學習算法，提取更為抽象的特征數(shù)據(jù)，使得AI可以快速實時作出決策，從而使機器人獲得與人類接近的觸覺感知，打通服務類機器人商業(yè)應用的瓶頸。”他山科技公司總經理孫滕諶介紹說。

譚茗洲表示，加上人工智能算法的觸覺感知技術，與機器人結合，通過大數(shù)據(jù)收集信息，讓模擬現(xiàn)實的感受更真實。這種技術理論上非常有前景，有望開發(fā)出虛擬智能觸摸系統(tǒng)，實現(xiàn)從手勢到壓觸的全智能感應，讓AI擁有觸覺、滑覺、壓覺、濕覺、力矩覺等功能；同時還能研發(fā)出多種觸覺功能，讓AI能感知物體的溫度和重量等。

具有廣闊應用前景

“先期的觸感技術開發(fā)體現(xiàn)于觸覺反饋手套，能夠感受到‘手中’的虛擬物體，大多應用在電子游戲中，創(chuàng)造真實的觸覺感受，而在人機交互中增加觸覺技術，能夠加強人們對機器的控制，將會有更為廣闊的應用，大大促進遠程制造、醫(yī)療、教育、購物等方面的發(fā)展。”譚茗洲指出。

據(jù)介紹，目前機器手主要應用在工業(yè)環(huán)境。一般來說，工業(yè)機器人手部設計常見的有兩類，廣泛的是“抓手”，由兩三個金屬制成的夾具組成，用于夾取物體；另一種則是特殊手部，像吸盤、磁吸裝置，實現(xiàn)特定物體的抓取，如在生產流水線上夾取零件，或在倉庫、工廠里用吸盤吸住貨箱來搬貨。

在常見的微創(chuàng)手術中，由于切口實在是太小，外科醫(yī)生都恨不得拿放大鏡盯著看。2016年澳大利亞迪肯大學和哈佛大學專為腹腔鏡手術聯(lián)手打造一款微創(chuàng)手術機器人HeroSurg，讓醫(yī)生在遠程手術中獲得觸覺。大量研究表明，給手術機器人添加觸覺反饋能提高手術度，減少組織損傷和手術時長。觸覺反饋還可以讓醫(yī)生在VR手術中進行*訓練，同時體驗到實際切割和縫合的感覺。

穿戴式觸覺設備可以通過震動和用戶交流。神經科學家大衛(wèi)·伊格曼團隊開發(fā)一種帶有32個震動電機的背心——VEST。這種背心曾在科幻劇《西部世界》中出現(xiàn)過，能幫助角色發(fā)現(xiàn)正在接近的敵人。

目前，穿戴式觸覺設備有前景的應用之一是把聲音轉化為觸覺，使聽障人士更容易理解口語。同樣，各類視覺信息也能轉化為震動，供盲人理解視覺世界。

觸覺式遠程機器人則能實現(xiàn)安全的人機交互。這種技術結合高清視頻、音頻和交互式組件，在網(wǎng)絡上創(chuàng)建一種*的“面對面”體驗?？柌瓕嶒炇艺陂_發(fā)一種“數(shù)據(jù)驅動觸覺”設備，能逼真模擬物體表面的粗糙度、硬度和光滑度。這種模擬并不依賴于復雜的算法和物理模型，只需收集物體劃過各種表面材料時的數(shù)據(jù)。如當用筆劃過屏幕時，屏幕上就能獲得相應的反饋——不同反饋對應不同的紋理。未來其可應用于在線購物和虛擬博物館。