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编译 | 知淮
编辑 | 云鹏
智东西4月11日消息 ， 一直以来 ， 类人型机器人的研发 ， 都是朝着复现人类的行为 ， 继而辅助人类生活的方向发展着 。 近日 ， 来自英国以及日本的相关研究人员 ， 对外释放了一些全新的技术 ， 这些技术能够让机器人拥有“和人类一样的触觉” ， 并且可以令机器人从事诸如“帮助人类穿衣服、剥香蕉”等这样更加精细的操作 。
▲“人工指尖”正在触摸球类玩具
在这些技术中 ， 有利用“人工神经元”对机器人进行反复训练的成果 ， 也有“人造指尖”这样新元件加持下的全新突破 。 这些技术的真正铺开应用 ， 将会给工业制造、医疗以及劳动力短缺等问题带来新的解决方案 。
一、3D打印“人造指尖” ， 赋予机器人比肩真人的触觉接触是人类感知世界的最直接方式 ， “触觉”是人体神经系统中的重要组成部分 ， 它在人类之间的情感互动中起着重要作用 。 皮肤和皮肤下覆盖的神经则是将“感觉”传达给大脑的桥梁 。 触觉帮助人类分辨物体 ， 最后大脑控制双手 ， 选择拿捏它们的力道 。 但是对于金属和电路组成的机器人来说 ， 如何才能在它们身上复现人类的“触觉”呢？
英国布里斯托大学的研究人员给出了解决方案——TacTip（人造指尖） ， 也称“光触觉传感器” 。 伦敦大学研究“触摸行为”的Mandayam Srinivasan称TacTip为：“自然触摸和人工触摸的近距离接触 ， 这是改进机器人‘触摸方案’的必要步骤 。 ”
▲装备了TacTip的机器人成功拿起千纸鹤
TacTip原型机的诞生最早可以追溯到2009年 ， 当时布里斯托大学的研究人员以人类皮肤为灵感 ， 手工组装出了第一个“人造指尖” 。 但是受制于当时的技术 ， 第一个“人造指尖”并不像真人手指一般纤细 ， 它足足有罐装汽水一般大小 。 而后随着3D打印技术的飞速发展 ， 终于在2018年 ， 研发团队依托于3D打印技术 ， 将“人造指尖”的体积压缩到了成人大脚趾的大小 。
同时得益于3D打印技术能够为“人造指尖”创造类似于人类皮肤的多层结构 ， 研发团队近期已经将“人工神经网络”集成到了“人造指尖”中 。 至此 ， “完全体”的TacTip正式落地 。
长期以来 ， 工程师们一直试图让机器人像人一样灵巧 ， 配备“人工神经网络”纵然是解决方案之一 ， 但是来自伦敦大学的触摸研究员Mandayam Srinivasan却表示：“目前机器人的触摸结果反馈仍然远远低于人类 。 ”不过TacTip的研发团队似乎找出了更为理想的解决方案 ， 那就是“人类触觉”和“机器反应”的相通点——信号 。
当人类的指尖皮肤与物体接触时 ， 遍布皮肤的神经末梢通过突触的变形向大脑传递“摸到东西”的指令 ， 之后神经会向大脑发送“快和慢”两种信号 ， “快速”信号来帮助我们避免物品掉落 ， “滞后”的信号则用来传达物体的形状 。 相信大家已经快要看出个大概了 ， 触觉反馈到大脑是以神经信号的方式 ， 指令反馈到机器人是以数字信号的方式 ， 两者的形式都是“信号” ， 如果能精确的用数字信号模拟神经信号传输给机器人 ， 那么或许就能让机器人拥有比肩真人的触觉 。 TacTip的原理正式如此 。
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