纽约大学开发低成本触摸传感器 有望大规模应用于机器人

盖世汽车讯 对于机器人技术研究来说，开发经济且性能卓越的传感器具有重要意义，因为它可以改善感知能力，有助于提高机器人的操控和导航能力。近年来，工程师们推出各种先进的触摸传感器设备，从而提高机器人检测触觉信号的能力，利用所收集的信息来指导它们的行动。

（图片来源：纽约大学）

据外媒报道，纽约大学（New York University）的研究人员推出成本低且耐用的传感器AnySkin，易于组装和集成到机器人系统中。与近年来推出的其他许多触觉传感器相比，这种传感器更容易获得，有望为机器人研究开辟新的机会。

研究人员Raunaq Bhirangi表示：“触觉是人类与周围世界互动的基础，但在当代机器人技术中触觉远远落后于视觉，过去几年我一直在试图了解其中的原因。我们最常从机器人专家那里听到的原因是：‘它太难集成到我的设置中了。’‘我如何用它来训练神经网络？’‘我必须使用同一个传感器副本来进行数据收集和评估，如果它在中途断裂了怎么办？’。AnySkin专为解决这些问题而设计。”

新型磁性触觉传感器AnySkin是之前论文中介绍的ReSkin传感器的升级版本。新传感器以ReSkin的简化设计为基础，具有更好的信号一致性，并且在设备的电子器件和传感接口之间进行了物理分离。

AnySkin可以在短短几秒钟内组装好，并且几乎无需预处理即可用于学习人工神经网络模型。与ReSkin相比，它收集触觉信号的一致性更强；如果意外损坏，可以轻松快速地修复。Bhirangi表示：“如果想教会机器人执行一些令人兴奋的任务，但不小心撕裂了皮肤，人们可以在10秒内更换皮肤，并继续进行实验。AnySkin包含两个主要组件——皮肤和电子设备。这种皮肤是一种磁性弹性体，通过将磁性颗粒与硅树脂混合固化，然后使用脉冲磁化器磁化而制成。”

AnySkin传感器设计具有独特的自粘附性，使其集成方式更加灵活。这意味着它可以轻松进行拉伸并插入到不同的表面上，从而使其具有传感能力。该传感器还具有多功能性，可以轻松制成不同的形状和形式，并进行组装。如果发生损坏，AnySkin还可以轻松地从表面剥离，并进行替换。

初步测试显示，这种传感器表现非常好，其性能可与其他已完善的触觉传感器相媲美。值得一提的是，研究人员观察到，不同的AnySkin传感器表现出非常类似的性能和传感响应，这表明它们可以可靠地进行复制和大规模部署。

Bhirangi表示：“我们通过机器学习来训练一些端到端机器人模型，以接收AnySkin的原始信号，以及不同的视点图像，并利用这些信息来执行一些非常精确的任务，比如找到一个插排，并将插头插到第一个插座中；找到一台信用卡机，并通过它刷卡；找到USB端口并将USB插进去。有趣的是，即使插排/卡机/USB端口的位置发生变化，我们也可以执行这些精确的任务。更令人兴奋的是，人们可以换掉皮肤，但这种学习模型仍可以良好工作。这种普遍性带来了很多可能性。”

未来，AnySkin可以集成到更广泛的机器人系统中，并在其他场景中进行测试。研究人员认为，它非常适合用于收集大量触觉数据，可用来训练类似于计算机视觉和自然语言处理（NLP）的大规模深度学习模型。

现在，该团队计划将AnySkin集成到不同的机器人设备中，如简单的机器人抓手和多指机器人手，以及像传感手套这样的数据收集设备。另外，研究人员也在寻找更好的方法，以利用触摸信息来改善细粒度机器人操作的视觉控制。