科學(xué)家開發(fā)新型電子皮膚：機(jī)器人分清冷熱輕重

德國科學(xué)家日前開發(fā)出一種能讓機(jī)器人產(chǎn)生多種感覺的電子皮膚。這種“皮膚”不僅能夠幫助機(jī)器人更好地適應(yīng)周圍的環(huán)境，也能使其獲得實(shí)時(shí)的“自體感受”。目前這種電子皮膚的原型已經(jīng)在一個(gè)機(jī)械臂上獲得了應(yīng)用。

皮膚是人體最大的器官，起著將環(huán)境與體內(nèi)組織區(qū)分開來的作用。與此同時(shí)，它還具有強(qiáng)大的交互能力，能獲得溫度、壓力、剪力、震動(dòng)等多種信息。無論是迎面而來的楊柳清風(fēng)，還是誠懇熱烈的握手，其中的任何細(xì)節(jié)皮膚都不會(huì)錯(cuò)過。

負(fù)責(zé)該研究的德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)科學(xué)家菲利普·邁特納多佛也試圖讓機(jī)器人具備這樣的感覺。他和他的同事設(shè)計(jì)了一種只有5平方厘米大小的六邊形電路板，以此來當(dāng)作機(jī)器人皮膚的基本模塊。每一塊電路板上包含有4個(gè)紅外傳感器、6個(gè)溫度傳感器和一個(gè)速度傳感器，這些傳感器能“察覺”到一厘米范圍內(nèi)的任何物體。此外，這種電路板上還留有一定的擴(kuò)展空間，可供以后加入如包括壓力傳感器在內(nèi)的其他功能的傳感裝置。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將這些“皮膚模塊”像蜂窩一樣拼接起來就能構(gòu)成面積較大的電子皮膚。

邁特納多佛說，雖然現(xiàn)在大多數(shù)機(jī)器人都具有視覺裝置，但在較為復(fù)雜的環(huán)境中工作時(shí)，僅有視覺信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須輔以一定的觸覺感應(yīng)裝置。這些傳感器的作用與人體皮膚表面的汗毛有些類似，它使機(jī)器人具備了一種“無意識(shí)回避”功能。例如，當(dāng)機(jī)械臂不小心碰到某一物體時(shí)就會(huì)迅速收回，而后機(jī)器人首先會(huì)通過視頻裝置搜索環(huán)境，重新判斷更適宜的接觸點(diǎn)。這種能力對在不斷變化的環(huán)境中為人類服務(wù)的機(jī)器人來說尤為重要。此外，這種功能還能讓機(jī)器人的四肢運(yùn)動(dòng)更為精確，行進(jìn)更為穩(wěn)定。

研究人員稱，雖然目前這種電子皮膚只有一小塊，但其在一個(gè)機(jī)械臂上的試用已達(dá)到了初步的設(shè)想。只需輕輕拍一下機(jī)械臂，它就會(huì)“感覺”到，并做出反應(yīng)。

德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)教授戈登·程說，這是一個(gè)富有開創(chuàng)性的想法，讓機(jī)器人離人更近了一步，但也只是一個(gè)開始還遠(yuǎn)未結(jié)束。除了這些基本的感受能力外，或許在未來某一天，機(jī)器人還將具備較為基本的、類似于人類的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，并具有一定的自我意識(shí)。