科学家为机器人配备高灵敏度合成皮肤 让人机拥抱变得更加安全

导读：早在 2011 年，就有研究团队展示过六边形（蜂窝状）的电子皮肤。

早在 2011 年，就有研究团队展示过六边形（蜂窝状）的电子皮肤。其将 31 份合成皮肤安置在了一台小型的人形机器人上，宣称能够赋予机器人更真实的触觉感知。不过现在，他们已经更进一步地将高精度触感提升到了 1260 个细分区域，且以覆盖机器人全身的大部分区域（甚至包括脚底）。

 

（图自：TUM / Astrid Eckert，via New  Atlas）

在打造了最初的高敏度感应机器人之后，德国慕尼黑工业大学（TUM）的 Gordon Cheng 教授所带领的团队，已经大幅改进了单个传感器单元的外观，但功能基本维持不变。

 

新型高灵敏度机器人合成皮肤仍以六边形（蜂窝状）呈现，能够测量接近的程度、压力、温度、以及加速度。

要将这套系统扩大到全身的规模，最大的问题，反而是算力。处理来自数百套传感器持续不断的数据，会很快对以往的系统造成过载。

好消息是，研究人员已经从人类神经系统上获得了灵感 —— 因为它不会始终将皮肤的每一个感觉都告知大脑，而是将注意力集中在新的感觉上。

团队以戴帽子为例：在刚戴上时，脑袋的紧锢感会很明显。但过不了多久，身体就适应了这一点。后来干脆选择性忽略，直到被风吹掉帽子，又重新来一遍这样的感觉。

这种基于“事件”的处理方法，对板载设备的算力要求低很多，TUM 团队已将之运用到了几乎覆盖机器人全身的高灵敏度合成皮肤上。

最终，这台名叫 H-1 的小型类人机器人“穿上”了一件由 1260 个六边形组成的蜂窝状“外衣”，并撑起了超过 13000 个传感器的运算处理任务。

这套合成皮肤覆盖了机器人的上身、手臂和腿脚（甚至脚底板），使得机器人能够单腿直立、在不平坦的路边上行走并保持平衡。

此外，灵敏的触感还可以让“人机拥抱”变得更安全。人类之间的这种亲密举动看似简单，但机器人却需要更多的“意识计算”。

这是因为两个拥抱到一起的人之间，其接触点的数量（面积）非常巨大，且压力在实时发生着变化。

Gordon Cheng 教授表示：“这在工业应用中可能不那么重要，但在护理等领域，必须要将机器人设计得能够与人类紧密、安全地接触”。

据悉，目前版本的“触感细胞”直接在 1 英寸（2.5 CM）左右。但研究小组正在努力缩小它们的体积，且做好了批量生产的准备。