致力機器觸覺技術研發,「他山科技」賦予智能設備高級別感知能力

2020-12-20 騰訊網

觸感是機體感知外界環境的重要能力,無論是對人還是機器。

不僅我國,就世界範圍內來看,目前無論是機器人還是各種具有交互功能的設備,其交互方式仍以視聽技術為主,即使出現了力反饋的功能,但仍然不能達到智能水平。

有研究表明,從技術成熟度看,對感知通道的研究大致有三個梯隊:視覺、聽覺為第一梯隊,模仿已經十分成熟;觸覺是第二梯隊,處於成長期;嗅覺、味覺,處於第三梯隊,該方面的研究較少。

北京他山科技有限公司(以下簡稱他山科技)營運長馬揚告訴創業邦:「力感知是觸覺系統中最簡單的一個部分,但單純的力感知並不是觸覺。」

觸覺作為一個感知通道,其接受的變量往往包括物體及環境的硬度、形狀、彈性、溫度、溼度、粗糙度等等,這也就為利用設備來獲取和精準描述這些變量帶來了困難。

他山科技正在用算法和晶片解決這一困難。

他山科技成立於2017年12月,是一家致力於人工智慧觸摸傳感器晶片產業化的高科技公司。他山科技開發了基於R-SpiNNaker的AI電容觸感技術,該技術使得在狹小的平面探測多維空間的觸感成為可能,進而解決人工智慧發展中的觸覺短板。他山科技迄今已完成了40項專利申請,目標市場涵蓋了機器人、汽車電子、智能家電、智能建築等領域。

機器觸覺對發展智慧機器人有著非同尋常的意義,目前的機器人可以通過設定程序和簡單的力反饋機制完成抓握動作,但這種功能性的動作遠達不到智能交互的範疇。同時,智能設備本身的產品形態也不允許通過堆砌大量的傳感器來完成對觸覺變量的收集,這就意味著市場需要智能觸覺技術利用一個傳感單元來完成對所有變量的收集和分析。

除了對物理量的收集外,如何利用算法對物理量進行有效的分析反饋也是機器觸覺技術發展過程中的一個難點。馬揚告訴創業邦:「和已有的機器視覺算法不同,觸覺算法往往需要更短的響應時間,甚至需要感知-分析-決策-執行這一整套程序不經過主處理器幹預直接由執行機構完成。」

他山科技的核心技術——多功能層曲面電容及基於R-SpiNNaker研發的觸覺算法成為了實現上述目的的關鍵。

據介紹,當用於實現接觸覺時,他山科技研發的兩個正交的多功能層曲面電容可以以差分的算法消除外界環境變化(如溫度、溼度、電磁幹擾)的影響,同時,多功能層曲面電容還可以根據需求切換到屏蔽功能狀態,以避免外部電磁場對內部微小電容變化的幹擾。

這種技術使得傳感器可以從採集到的混合信號中對變量進行單獨提取,從而完成對不同物理信號的分析處理,這是傳統力觸覺傳感器無法實現的。

此外,通過檢測電容不同電極間的介電常數的變化,他山科技的傳感單元可以在沒有視覺輔助的情況下完成對人體接近、懸停及手勢的識別,這也進一步拓寬了機器觸覺的應用範圍,豐富了使用場景。

算法方面,他山科技採用了其與曼徹斯特大學合作開發的基於AI三代架構R-SpiNNaker(精簡脈衝神經元網絡架構)的SNN脈衝神經元算法,這種算法可以在前端對收集到的信息進行處理,在完成事件後再將事件結果反饋給後端,這會在很大程度上節約整個系統的算力並減少計算時間。

「SNN脈衝神經元算法可以將運算周期維持在毫秒級,遠高於機器視覺系統的百毫秒級水平。」馬揚說道。

與奔馳、寶馬等汽車品牌的合作成為了目前他山科技較為成熟的技術落地領域,馬揚表示,隨著自動駕駛生態進程的不斷推進,車內交互系統也在不斷升級,除了語音助手和在駕駛安全性上存在一定爭議性的超大中控屏外,智能觸覺系統也將成為汽車交互生態中的重要一環。

通過與全球範圍內頂尖的汽車座椅、方向盤供應商進行對接,他山科技已經將觸覺傳感單元集成在了座椅和方向盤中,可以為車內成員提供姿態檢測、觸覺互動等服務。

除了汽車領域,機器人已經成為了他山科技另一個主要的項目領域,據了解他山科技開發的全球首款數模混合AI觸感晶片已經進入流片階段,實現量產後也會大量應用於智慧機器人領域, 幫助機器人產品大幅提高環境感知能力。

目前他山科技主要以為頭部客戶提供定製化的觸覺場景方案的方式進入市場,在未來晶片成功量產後,將逐漸轉向晶片+底層算法的業務模式。人員方面,他山科技目前擁有員工40餘名,其中技術研發人員超過80%。

在他山科技的主創團隊中,CEO孫滕諶畢業於清華大學自動化系,是平面電容與曲面電容技術的發明人;CTO楊五強擁有清華大學精密儀器系博士學位,任曼徹斯特大學電氣與電子工程學院副院長,同時也是曼徹斯特大學唯一的電子儀器終身教授;COO馬揚畢業於北京航空航天大學電子工程系,曾任職AREVA,擁有多年電子行業管理及市場經驗。

融資方面,他山科技於2018年獲得了軟銀中國資本和沐盟集團的天使輪投資,融資資金主要用在了觸覺晶片的研發方面,馬揚表示他山科技的新一輪融資也即將完成。

該項目由「朝陽區高層次人才服務中心」推薦。

相關焦點

  • 以彈性波智能觸覺識別為核心技術,「鈦方科技」已推出壓感觸控...
    在日前結束的2020年CES上,「鈦方科技」對外展出了公司自研的彈性波智能觸覺技術。成立於2015年的鈦方科技以彈性波智能觸覺識別技術為核心技術,研究智能設備的交互與感知,並推出了相關的解決方案。杜朝亮還介紹了此項技術的幾項特點:一是既適用於平面結構又適用於三維曲面結構;二是支持多種材料,包括玻璃等均質材料,木板、複合材料、鋼筋混凝土等非均質材料,也能支持鐵板、鋼板等導電材料;三是低成本、低能耗、抗幹擾:該技術不會受到障礙物影響和電磁幹擾,能耗低,且傳感器數量少、造價低。應用方面,鈦方科技已經基於這種技術研發出了兩類產品,壓感觸控產品和汽車智能感知產品。
  • 懂輕重 知冷暖 19個超敏電極賦予機器人觸覺感知
    觸覺,其實是身體與外界接觸獲得的感知。而聽覺則主要是通過耳朵獲取聲音來感知,兩者存在著明顯的差異,而觸覺具有被「刺」的特徵,所以更難被量化。同時我們也知道通感產生的基礎是大腦相應的神經細胞之間發生了共鳴與聯想,而這種共鳴和聯想不僅限於感官間,還包括了情緒的主觀體驗。
  • 壹本科工城——有「觸覺」的機器人能為產業帶來什麼?
    前不久,英國曼徹斯特大學與北京他山科技共同成立的人工智慧觸覺傳感聯合實驗室宣布落地中關村人工智慧科技園。而經過實驗室相關負責人的介紹,我們了解到,該實驗室所研發的是全球首款帶有電容觸感的人工智慧觸覺晶片。這也就意味著,未來的人工智慧機器人,不僅具備視覺和行動能力,還將在行動時獲得類似於人類的觸覺和感知。
  • ...揭秘介導人體觸覺感知的精巧分子機器結構與機制-清華大學新聞網
    藥學院肖百龍與生命學院李雪明課題組合作在《自然》發文揭秘介導人體觸覺感知的精巧分子機器結構與機制  清華新聞網8月23日電  8月21日,《自然》 (Nature) 期刊以長文形式在線發表了由清華大學藥學院肖百龍課題組與生命科學學院李雪明課題組合作撰寫的《哺乳動物觸覺感知離子通道
  • ChinaVR 2019主題論壇:虛擬實境中的觸覺交互技術
    》個人簡介: 孫曉穎,吉林大學通信工程學院教授,吉林省智能信號識別設備科技創新中心負責人,獲吉林大學通信與信息系統專業博士學位。研究領域:信號處理與人機互動等,包括觸覺再現、筆式交互、無線定位、信號參量估計等,主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點、國家「863計劃」等科研項目10餘項,發表論文100餘篇,授權發明專利30多項。獲得國家科技進步二等獎1項、吉林省科技進步一等獎3項和教育部高等學校科技發明二等獎1項。
  • 2021CES熱點:柔性屏-醫療可穿戴-VR觸覺感知-智慧機器人機交互
    2021CES展熱點: 柔性屏-醫療可穿戴設備-VRAR觸覺感知-智慧機器人與人機互動雖然因為全球新冠疫情影響,首次線上舉辦,但其發布的產品和技術依然是最激動人心和具有商業巨大潛力的。3xmaker小編精心收集了我們所關注和專注從事的技術領域和應用場景。
  • 尚廚家居:致力研發創新 引領品質生活
    這就是浙江尚廚家居科技股份有限公司,今年新引進的國際頂級信息系統SAP。「這套系統能夠構建公司業務財務一體化集成共享信息,目前世界500強的企業80%在引入這套系統,我們公司引入這套系統主要是想,規範與優化公司的業務流程,提高業務部門的業務管理能力,為公司全面數位化建設打造基礎,進一步提升公司內部懂管理、懂技術的複合型人才隊伍。」尚廚壓力鍋事業部劉廠長說。
  • Tactai致力VR最逼真的觸覺體驗
    Tactai致力VR最逼真的觸覺體驗》文章已經歸檔,不再展示相關內容,編輯建議你查看最新於此相關的內容:實現交互式體驗 國美建全球首家專業VR影院近日,全球第一家專業VR影院在北京開業了,影院落戶國美旗下大中電器北京馬甸店,整體面積近 300 平米,是一家集VR遊戲、VR觀影於一體的交互式VR影院。
  • 淺談當下觸覺反饋技術的應用與未來的發展
    智能鞋根據研究公司Research and Markets的數據,觸覺技術在2020年的全球市值預計將達到約200億美元。那麼,什麼才是這個觸覺技術的真實應用呢?如果你遇見由於查看手機地圖而撞到燈柱的遊客,智能鞋子和智能鞋墊可能是問題的答案。這些振動式鞋墊可以為你指明方向並測量你的足跡。
  • 研發離電子壓力傳感器,「鈦深科技」要為機器人、可穿戴設備貼上...
    「鈦深科技(TacSense)」是一家專注於柔性壓力傳感器模組及解決方案研發的科技企業,總部位於深圳,在美國加州設有研發中心。其主要產品為基於柔性離電子傳感專利技術(Flexible IonTronic Sensing)的觸覺壓力傳感模組,同時也可以為客戶相關應用提供定製化傳感器和集成解決方案。
  • 讓機器人有觸覺,不是看起來那麼簡單的事情!
    比如在拾取東西時,我們需要觸覺與視覺的共同作用(判斷物體是硬或軟,輕或重,熱或冷)以確保我們能拿起物體而不損壞它們。在機器人領域,讓機器人抓取物體時,給它們觸覺可以消除對物體軟硬,易碎程度的不確定性那麼要讓機器人取得觸覺,需要具備哪些技術呢?
  • 英特爾神經擬態計算開啟機器人「觸覺」感知,比人類的感覺神經系統...
    2020年7月16日——今天,新加坡國立大學(NUS)的兩名研究人員,同時也是英特爾神經擬態研究社區(INRC)的成員發表了最新研究結果,表明在機器人領域,與基於事件的視覺和觸覺感知相結合,英特爾神經擬態計算大有可為。這項工作著重介紹了與目前只有視覺的系統相比,將觸覺引入機器人技術能夠顯著提升系統能力和功能,並且神經擬態晶片在處理此類感官數據方面能夠超越傳統架構。
  • 英特爾神經擬態計算開啟機器人 「觸覺」感知,比人類的感覺神經...
    這項工作著重介紹了與目前只有視覺的系統相比,將觸覺引入機器人技術能夠顯著提升系統能力和功能,並且神經擬態晶片在處理此類感官數據方面能夠超越傳統架構。  英特爾神經擬態計算實驗室主任Mike Davies表示:「新加坡國立大學的這項研究,讓人們對機器人技術的未來有了深刻的了解,也就是說,未來機器人會以事件驅動的方式,結合多模態來感知和處理信息。
  • 雙創周明日開幕 觸覺機器人、5G助力手術機器人將亮相
    亮點二觸覺機器人有「人類觸覺」除了基於視覺技術的機器人外,觸覺也給機器人帶來了新的可能性。在靈動科技展位旁,一隻機械手臂正跟隨著工作人員的操作移動。當工作人員用手靠近傳感器時,機械手臂便會主動避讓。這款由他山科技有限公司研發的機械手臂突破了機器人在利用觸覺技術方面的短板,通過電容觸感技術,使機器人獲得了與人類相近的觸覺感知。搭載AI觸覺傳感晶片的機器人,能分辨其所接觸物體的材質。
  • 掌動智能:信息技術產品人工智慧測試設備製造及研發基地正式封頂
    12月3日上午,廣州掌動智能新一代信息技術產品人工智慧測試設備製造及研發基地項目主體結構封頂儀式順利舉行。​據掌動智能相關負責人介紹:新一代信息技術產品人工智慧測試設備製造及研發基地位於廣州市民營科技園核心區,總佔地面積10266平方米,總建築面積33062平方米。
  • 你想知道的智能感知方案,安森美的都在這裡
    現在智能傳感器被廣泛應用在汽車、機器視覺、邊緣人工智慧這三個領域,很多新技術是先被開發出來,後被運用到手機裡。較之汽車、機器視覺和邊緣人工智慧有很大的不同:一是像素,現在很多手機廠商都在宣傳自己的像素級別,如2000萬像素、1600萬像素,但是人眼僅能夠鑑別1600萬像素左右,再高對於人眼也沒有區別。但是智能傳感對於像素識別幾乎沒有邊界。
  • 觸覺傳感器的現在與未來
    最近,美國卡耐基-梅隆大學的計算機團隊研發出一款結合視覺和觸覺的新一代工業機器人「Baxter」。「Baxter」機器人能夠實現抓取動作,通過觸覺感知物體是否滑動來控制握力,從而完成一系列抓取動作,例如剝香蕉皮等。
  • 強化機器雙眼,「眼擎科技」為CV行業提供前端感知的一體化成像方案
    機器視覺已經成為人工智慧快速產品化與商業化的主要技術應用,我們熟知的商湯科技、格靈深瞳、曠視科技、依圖科技等初創企業也已成長為AI領域的獨角獸企業,他們針對圖像與視頻等數據在後端進行視覺的深度認知分析,以此構建了機器視覺的「大腦」。
  • 阿里巴巴和清華大學成立聯合實驗室 推動人機互動研發 |新京報財訊
    清華大學副校長、教務長楊斌表示,自然交互體驗研究人與機器之間的無縫交流與溝通,賦予機器以智能,使機器成為能理解人類意圖的智能設備。伴隨人工智慧走出實驗室,深入到新零售、家庭智聯網、自動駕駛等場景,「人機互動」成為人工智慧場景落地的關鍵所在。聯合實驗室將致力於新的人機互動體驗研發,使得機器將具有感官和感情。
  • 一種基於深度學習的視覺觸覺感知方法
    考慮到這一點,世界各地的研究小組一直在努力開發技術,通過分析傳感器收集的數據,賦予機器人觸覺,其中許多數據是基於深度學習架構的使用。雖然其中一些方法很有前途,但它們通常需要大量的訓練數據,而且並不總是能夠很好地泛化以前不可見的對象。