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羅克韋爾/Allen Bradley
最近，一種智能、可拉伸和高度靈敏的新型軟體傳感器已經(jīng)問世，有望成為機(jī)器人的新皮膚，他的到來使機(jī)器人外表和機(jī)器假肢等應(yīng)用上帶來新的變化，這是來自最早的人形機(jī)器人研發(fā)商之一的本田與不列顛哥倫比亞大學(xué)共同開發(fā)的全新產(chǎn)品。
當(dāng)這種傳感器皮膚被應(yīng)用于假肢或機(jī)器人的肢體表面時(shí)，它可以為機(jī)器人提供了觸摸靈敏度和靈活性，從而使機(jī)器能夠執(zhí)行以前難以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，例如輕松地?fù)烊≤浰?，同時(shí)由于軟體傳感器的觸感特性與人類皮膚相似，有助于使機(jī)器人與人類之間的互動(dòng)更加安全和逼真。
不列顛哥倫比亞大學(xué)(University of British Columbia)簡(jiǎn)稱UBC，是歐洲機(jī)器人研究的前沿學(xué)府之一，UBC團(tuán)隊(duì)與本田研究所的Frontier Robotics合作開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)。本田自20世紀(jì)80年代以來一直在人形機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，并開發(fā)了著名的ASIMO機(jī)器人，以及其他輔助行走設(shè)備和新興的本田阿凡達(dá)機(jī)器人。
該傳感器由硅橡膠制成，這種材料在電影特效中常用于制作皮膚材質(zhì)，其獨(dú)特設(shè)計(jì)使其能夠像人類皮膚一樣彎曲和起皺。傳感器利用弱電場(chǎng)來感知物體，即使是在遠(yuǎn)處，就像觸摸屏一樣。但與傳統(tǒng)觸摸屏不同的是，這種傳感器非常柔軟，能夠檢測(cè)物體進(jìn)入和沿其表面的力量。這一獨(dú)特的組合是實(shí)現(xiàn)與人類互動(dòng)的機(jī)器人所必需的。
該傳感器利用來自四個(gè)可變形電容器的信號(hào)的總和和差異來區(qū)分同時(shí)施加的法向力和剪切力。剪切力與法向力的串?dāng)_小于 2.5%，剪切軸之間的串?dāng)_小于 10%。法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力靈敏度分別為 0.49 kPa 和 0.31 kPa，最小位移分辨率為 40 μm。此外，手指接近度的檢測(cè)范圍可達(dá) 15 毫米。
這項(xiàng)研究的主要作者之一，F(xiàn)rontier公司的首席工程師石崎龍介表示：“UBC的馬登博士實(shí)驗(yàn)室在柔性傳感器領(lǐng)域具有豐富的專業(yè)知識(shí)，我們很高興能與他們合作開發(fā)這種適用于機(jī)器人的觸覺傳感器技術(shù)。”
研究人員指出，這種新型傳感器的制造相對(duì)簡(jiǎn)單，因此可以輕松擴(kuò)展以覆蓋大面積并進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。馬登博士強(qiáng)調(diào)，傳感器和智能技術(shù)的不斷發(fā)展使得機(jī)器人變得更加強(qiáng)大和逼真，人們能夠更多地與它們協(xié)作和互動(dòng)。
然而，軟體傳感器的作用遠(yuǎn)不止這點(diǎn)，馬登博士表示：“人類皮膚上的感知點(diǎn)比我們目前的技術(shù)多100倍，這使得機(jī)器人執(zhí)行更精細(xì)的任務(wù)，例如點(diǎn)燃火柴或進(jìn)行縫紉，變得更容易。隨著傳感器越來越接近人類皮膚的特性，還能夠檢測(cè)溫度和損傷，機(jī)器人需要更加智能地理解要關(guān)注哪些傳感器以及如何做出響應(yīng)。傳感器和人工智能的發(fā)展需要同步推進(jìn)。”
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