國外研發新型人造智能皮膚 可打造有敏感觸覺的機器人

2020-12-20 太平洋電腦網

在未來,機器人不僅會有人的外形,其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠,而是如同真正的人的皮膚一樣,有觸覺、溫覺、痛覺等。

近日,據外媒報導,格拉斯哥大學的研究人員正在研發一種所謂的人造智能皮膚,他們宣稱未來有一天能夠藉助這項技術為截肢患者帶來更加完善的修復學,或者打造出具有敏感觸覺的 機器人 。

據悉,這種電子皮膚將不僅僅模擬真正皮膚的形態學,而且也將模擬它的功能。而這種智能皮膚的研發對於自動化機器人的研發來說是非常關鍵的,它能夠讓人機互動變得更加安全可靠。

簡單來說,在未來機器人不僅會有人的外形,其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠,而是如同真正的人的皮膚一樣,有觸覺、溫覺、痛覺等。面對如此「有血有肉」的機器人,你還能只把其作為一個機器來看待嗎?設想一下,有一天你的家庭機器人不小心被重物砸了一下腳,然後跟真人一樣可憐巴巴地對著你撒嬌喊痛,你可能還會耐心地安慰它。

Dahiya教授稱:「該研究將在目前的觸覺皮膚下增加一個神經層,其也將為電子皮膚的研究帶來全新的研究方向,並且將引發幾大領域的變革,比如說機器人學、修復學、 人工智慧 、可穿戴技術、新一代計算機和可列印的柔韌電子學等。」

不過,Dahiya教授也表示:「人造智能皮膚以後還會遇到很多挑戰,其中之一是改進新傳感器。它們對恆定壓力產生反應,不過人類皮膚裡的感覺可能更複雜。因為真正的皮膚裡的壓力感覺細胞能發出不同頻率的信號,例如當感覺疼痛或刺耳時,信號的頻率會增強,以便提醒我們要注意可能的威脅。另外,把人造皮膚與人類的神經系統連接在一起,也是一個巨大挑戰。在遙遠的未來,也許最終我們能製造出一種跟人類皮膚功能一樣的人造皮膚,可以把它與胳膊裡的神經細胞連接在一起,恢復胳膊的感覺。」

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    圖片來源@視覺中國設想一下,有一天你的家庭機器人不小心被重物砸了一下腳,然後跟真人一樣可憐巴巴地對著你撒嬌喊痛,你可能還會耐心地安慰它……放心,不是鬧鬼了,而是你的機器人有「感覺」了。近日,頂尖學術期刊《科學》上刊登了一項來自鮑哲南教授團隊的突破性研究。
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    換句話說,他們試圖創建一種可以感知輕觸、壓力、溫度和振動的人造皮膚,同時有效地將其感知分布在發生觸覺相互作用的不同位置上。「人類不僅可以區別不同種類的觸碰,而且可以識別觸碰發生的位置,」Bergner表示:「除了複製這種能力之外,電子皮膚系統還應承受接觸上的身體壓力,具備可擴展性,並輕鬆地支持集成。」
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    據美國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,日本大阪大學工程師淺田稔和同事設計出了一套能可靠識別一系列觸碰的觸覺傳感器,當這套傳感器與機器人相連時,機器人會發出情緒信號。他們表示,未來科學家有望研製出擁有觸覺並「感受」身體疼痛的機器人,這些機器人或許也能對人類的痛苦「感同身受」。
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  • 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...
    (圖片來源:新加坡國立大學)  人類的觸覺足夠靈敏,可以感覺到不同表面之間的細微不同,哪怕這些差異僅僅是一層分子的區別。然而,現在大多數機器人的操作都是基於視覺處理。新加坡國立大學的研究人員希望用他們最近開發的人造皮膚來改變這一狀況。根據他們的研究,這種人造皮膚在檢測觸覺方面,可以比人類的感覺神經系統快1000倍以上,並且在識別物體的形狀、質地和硬度方面,可以比人類眨眼速度快10倍。
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    觸覺是接觸、滑動、壓覺等機械刺激的總稱。多數動物的觸覺器是遍布全身的,像人類皮膚位於人的體表,並且遍布全身,觸覺器有很多種,有的感覺冷熱,有的感覺痛癢,還有的感覺光滑或是粗糙,不同部位的皮膚對不同個東西的觸覺不一樣,這是因為不同感受器分布的數量和種類不同。人類的臉部、嘴唇、手指等部位的各種感受器很多,所以這些部位的感覺很敏感。
  • 機器人將實現「觸覺」
    但是,如果機器人與人更加緊密地合作,那麼一個重要的問題就是機器人與人將如何安全地進行交互。上個月,科學家揭開了人造皮膚的面紗,使機器人能夠感覺到並響應身體的接觸,隨著人與機器人越來越緊密地接觸,這項技能將是必需的。
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    參考消息網10月21日報導 美國數字趨勢網站10月12日發表了盧克·多爾梅爾的題為《看看英國軍隊新近研發的拆彈機器人》的報導。英國陸軍即將獲得一款令人印象深刻的新型拆彈機器人,它能夠爬樓梯,能通過40度以上的斜坡,並且能夠……拆除炸彈。
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  • 讓機器人有觸覺,不是看起來那麼簡單的事情!
    我們的機器人已經可以行走,看,聽, 還能讓機器人操作在手裡的東西, 有的機器人甚至有嗅覺.那觸覺呢?說起來比做起來容易.對於人來說,在我們移動身體時,觸覺扮演著著重要的角色。1:「智能」的皮膚量化觸覺不僅需要傳感器準確地測出外部力度,還需要知道力的準確位置,角度以及將會如何與物體產生相互作用。 一個問題就是,一個機器人到底需要多少個傳感器呢?開發一個需要成百上千個觸覺傳感器的機器人皮膚是一個極具挑戰性的工程任務。理解生物的觸摸感知背後的物理機制,有助於幫助理解和設計機器人的觸覺。
  • 如何讓機器人具備像人類一樣的觸覺?
    在學術界,這種高級的人工智慧技術與拙劣的實際行動能力之間的相關性,甚至有一個專門的名稱:莫拉維克悖論。這是以機器人先驅漢斯·莫拉維克(Hans Moravec)的名字命名的一種理論,他在1988年的寫下了這樣一段話:「要讓計算機在智力測驗或象棋比賽中,實現像成人一樣的表現,是相對比較容易的;但是要讓電腦具備如一歲小孩般的感知和行動能力,卻是相當困難的,甚至完全不可能實現。」
  • 新的電子皮膚創新賦予機器人和假肢一種特殊的觸覺
    [PConline 資訊]由於異步編碼電子皮膚(ACES)是一種人工神經系統,機器人和假肢裝置可能很快就會擁有相當於或優於人類皮膚的觸覺。由於機器人需要有觸覺才能更好地與人類互動,所以這項創新是必要的。「如今的機器人仍然不能很好地感知物體,」助理教授Tee解釋道。他從事電子皮膚技術研究已有十多年,希望能給機器人和假肢設備帶來更好的觸覺。新加坡國立大學的研究小組從人類的感覺神經系統中汲取靈感,花了一年半的時間開發出一種可能表現更好的傳感器系統。
  • 什麼制約機器人取代人工?人類複雜的觸覺 | 獵雲網
    科學在連接計算機世界與人類中啟著越來越重要的作用,而複製觸覺的靈敏度就是其目標之一。由機器人專家Rony Abovitz於2004年建立的Mako Surgical公司,在觸覺方面取得了一個重要成果。2006年,Mako開始提供一種機器人,這種機器人可以給外科醫生修復有關節炎的膝關節提供精確的反饋。
  • 新開發出來的人造皮膚對一粒鹽都能有感覺
    這種皮膚對蝴蝶甚至一粒鹽都能有感覺。人造皮膚用途廣泛,而對觸覺的體驗無疑是一個重大的突破,它能夠廣泛應用到各個方面,甚至使比爾·蓋茨關於虛擬實境的預言有了更多實現的可能。利用先進技術感知壓力,人造皮膚大有可為對於人造皮膚觸覺的研究,史丹福大學並非首次。
  • 人造感覺神經:以類似於生物神經的方式發揮作用,實現「機器觸覺...
    圖 史丹福大學鮑哲南教授 最近,史丹福大學鮑哲南教授、首爾大學 Tae-Woo Lee 教授、南開大學徐文濤教授團隊宣布聯合研發出一種人造感覺神經(也可稱為人造傳入神經),能夠以類似於生物神經的方式發揮作用
  • 我們已經有了自己的皮膚,還需要「電子皮膚」嗎?
    如果能通過柔性電子技術實現對以上的物體性質的感知,我們就有可能建立起一套「機械化」的觸覺感知系統,由此,我們還能進一步讓機器人產生觸覺或幫助觸覺失靈的人重獲觸覺。 賦予機器人更靈敏的觸覺 電子皮膚最直接的應用就是智慧機器人。機器人擁有觸覺後,就能更充分、精準地讀取環境中的壓力信號,從而行動也會更為精準、多樣、有效。
  • 這種皮膚讓機器人擁有像人類一樣靈敏的觸覺
    我們來看下它的工作原理:這種新型的可拉伸的電子皮膚,由華盛頓大學的華盛頓納米實驗室製造的。它是用在遊泳鏡中使用的矽橡膠製成的。橡膠內含細小的蛇形通道——大約是人類頭髮寬度的一半——充滿了導電的液態金屬。當皮膚被拉伸時,這種液態金屬不會開裂或疲勞,就像固定的電線一樣。