首頁(yè) > 要使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與人類的智能高效互動(dòng)，就需要為其提供感知觸摸的能力。然而，以前模仿人類皮膚的嘗試涉及到龐大而復(fù)雜的電子設(shè)備、線路，還面臨損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
在最近的一項(xiàng)研究中，日本的研究人員通過(guò)構(gòu)建一種三維視覺引導(dǎo)的人造皮膚規(guī)避了這些困難，這種皮膚能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的觸覺傳感，為醫(yī)學(xué)、醫(yī)療保健和工業(yè)中的無(wú)數(shù)應(yīng)用打開了大門。
在《IEEE機(jī)器人學(xué)報(bào)》(IEEE Transactions on Robotics)上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，這組日本研究人員報(bào)告稱開發(fā)了一種高性能、基于視覺的人工傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)成本低、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展。這個(gè)名為Taclink的系統(tǒng)可以處理觸覺信息，甚至可以在與周圍環(huán)境交互時(shí)確定接觸力和接觸幾何形狀。
研究人員將Taclink的結(jié)構(gòu)基本上建立在透明的丙烯酸管(用作剛性骨框架)上，該管被一個(gè)連續(xù)的柔軟人造皮膚覆蓋，傳感面積約為500 平方厘米。他們使用硅橡膠來(lái)制造人造皮膚，因?yàn)樗哂懈邚椥院凸饣取?/span>
此外，這種材料可以膨脹以改變其形狀和硬度。研究人員在皮膚表面打印了一系列標(biāo)記來(lái)跟蹤其變形，而不是在皮膚內(nèi)嵌入傳感器或電子元件。這大大降低了它的體積、成本和可能損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
視覺系統(tǒng)由兩個(gè)同軸攝像機(jī)組成，這兩個(gè)攝像機(jī)被排列成一個(gè)立體攝像機(jī)，可以跟蹤皮膚內(nèi)壁上標(biāo)記的三維位移。
此外，研究人員采用有限元模型(FEM)來(lái)估計(jì)皮膚的結(jié)構(gòu)剛度。通過(guò)結(jié)合來(lái)自這兩個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)，他們能夠同時(shí)重建接觸幾何形狀和接觸力分布。此外，與以前的研究不同，這種方法適用于多個(gè)接觸點(diǎn)。
有了這些積極的成果，研究人員對(duì)創(chuàng)造下一代觸摸傳感機(jī)器人設(shè)備充滿希望，表示“研究中使用的人造皮膚很容易制造，因此可以應(yīng)用于機(jī)器人的其他部分，如手指、腿、胸部和頭部，甚至用于人類的智能假體，使殘疾人能夠像正常人一樣感知感覺。”
“此外，它還可以用于設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)、醫(yī)療保健和工業(yè)中的各種感官設(shè)備。事實(shí)上，它特別適合于后疫情時(shí)代機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人化身的遠(yuǎn)程服務(wù)。”
（文章來(lái)源：前瞻網(wǎng)）
