科学家为机器人开发了人造皮肤使其获得触觉

2019年12月02日由 KING 发表 264781 0

自1970年至今，科学家们一直在研究人造皮肤。敏感的合成皮肤使机器人能够感知自己的身体和周围环境，这是一项至关重要的能力。但是，发展机器人皮肤存在巨大障碍。人体皮肤约有500万个受体，要想使人造皮肤中传感器连续处理数据很快就会达到计算能力的极限。到现在为止，以前的系统很快就被来自数百个传感器的数据超载。

为了克服这个问题，慕尼黑工业大学（TUM）的Gordon Cheng教授和他的研究团队开发了一种结合了人造皮肤和控制算法的系统，并用它创建了第一个具有全身人造皮肤的自主人形机器人。此系统由大约两欧元硬币大小（即直径约一英寸）的六角形细胞组成，每个都配有微处理器和传感器以检测接触、加速度、接近度和温度。这种人造皮肤使机器人能够更精细地感知周围环境，并具有更高的灵敏度。这不仅帮助他们安全移动。该团队还说，这使他们在人附近操作时更安全，并使他们能够预测并积极避免事故发生。”

他们没有使用NeuroEngineering方法监视皮肤细胞，而是使用基于事件的系统进行监视。这样最多可减少90％的处理工作量。仅当数据更改时，各个单元才从其传感器传输信息。这类似于人类神经系统的工作方式。例如，当我们第一次戴上帽子时，我们会感到一顶帽子，但是我们很快就习惯了这种感觉。直到风将其从我们的头上吹走之前，我们都不会再注意帽子。这使我们的神经系统专注于需要身体反应的新印象。

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通过基于事件的方法，Gordon Cheng教授及其团队现在已成功地将人造皮肤应用于不依赖任何外部计算的人类大小的自主机器人。H-1机器人的上身，手臂，腿部甚至脚底都装有1260个单元格（带有13000多个传感器）。这给它带来了新的“身体感觉”。例如，H-1的脚灵敏，能够应对不平坦的地面，甚至可以用一只保持平衡脚。

H-1具有特殊的皮肤，甚至可以安全地拥抱一个人。这听起来并不简单：机器人可以施加会严重伤害人类的力量。在拥抱期间，两个身体在许多不同的地方接触。机器人必须使用这些复杂的信息来计算正确的运动并施加正确的接触压力。Gordon Cheng解释说：“这在工业应用中可能并不那么重要，但是在护理等领域，必须将机器人设计为与人之间非常紧密的接触。”

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机器人电子皮肤

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