德国研发新型系统 让机器人无需覆盖人造皮肤也可感受人类触摸

盖世汽车讯 即使是功能最强大的机器人也不擅长感知人类的触摸。通常情况下，人类需要一台平板电脑才能与之有效互动。不过，据外媒报道，德国航空航天中心（German Aerospace Center）研发了一种新方法，考虑到了人类身体感知触觉的两种不同方式，让机器人可以在无需覆盖高科技人造皮肤的情况下，就可以感知和理解触觉，意味着机器人与人类朝着实现更直观的互动上又迈进了重要一步。

机器人感受人类触摸（图片来源：德国航空航天中心）

如果将左手掌朝上，轻轻按压左手小指时，可能首先通过指尖皮肤感知到触摸，这很容易理解，因为人的手上和手指上分布着成千上万个触觉感受器。机器人专家经常试图通过人造皮肤为机器人复制此种遍布全身的传感器，但是此类皮肤价格昂贵，且无法承受冲击或恶劣环境。

不过，如果更加用力按压，可能会察觉一种不同的触觉感知：通过指关节和其他关节传递的感觉，即“扭矩感”（机器人术语），这正是德国航空航天中心研究人员在新系统中再现的。

研究人员研发的机械臂含6个传感器，每个都能记录上该设备任何区域上被施加的微小压力。在精确测量作用力的大小和角度后，研究人员运用一系列算法绘制出人类与接触的具体位置，并分析出所传达的信息。例如，人们可以用手指在机械臂表面的任意位置上书写字母或数字，而机器人可以根据此类动作解读出相应的指示。

此外，该机器人的任何部分都可被视为一个虚拟按钮。德国航空航天中心研究人员兼该研究的首席作者Maged Iskandar表示，这意味着该机器人的每一平方英寸实际上都变成了一个触控屏，却无需承担触控屏的成本、易碎性以及布线等固有问题。

此类系统可以提供一种更便宜、更简单的方式，不仅提供了触觉，还实现了一种与机器人交流的新方式。对于人形机器人等大型机器人而言尤为重要，而此类人形机器人已经获得了数十亿美元的风险投资。

生物机器人研究所（BioRobotics Institute）神经-机器人触觉实验室（Neuro-Robotic Touch Laboratory）的负责人兼机器人专家Calogero Maria Oddo没有参与该项研究，不过，他表示，该项研究意义重大，其结合了传感器，巧妙地利用数学绘制出触觉图，还采用新型AI方法将这些融合在一起。预计不久的将来，此类研究成果将能够转化为商业应用，原因在于所需投资主要集中在软件而非硬件上，而硬件成本较高。

不过，该系统也有一些限制。首先，新模型无法同时处理两个接触点。在像工厂车间此类受控环境中，可能并不是问题。但在人机交互等较为难以预测的环境中，就可能会带来限制。此外，虽然市场上已有可与机器人传递触觉的商用传感器，不过其价格可能高达数万美元。

总体而言，Oddo认为，未来基于皮肤的传感器和基于关节的传感器可以融合在一起，让机器人具备更加全面的触觉感知能力。