科学家们燃烧、戳和切开可以“感觉一切”的新机器人皮肤

机器人2026-01-14 17:42:56 洪光眉

科学家们开发了一种新型电子“皮肤”,可以让机器人能够“感受”不同的触觉,如戳、戳和温度变化——甚至是被刺伤的感觉。

这种皮肤由一种导电的明胶材料制成,可以塑造成不同的形状。当配备一种特殊类型的电极时,这种材料可以检测来自数十万条连接路径的信号,这些信号对应于不同的触摸和压力感觉。科学家们表示,除了在汽车行业和救灾中有更广泛的应用外,这种材料还可以用于人形机器人或人类假肢,在这些地方触觉至关重要。他们在6月11日的《科学机器人》杂志上发表了他们的发现。

触觉传感已成为机器人技术的下一个重要里程碑,因为科学家们希望制造出能够以类似于人类敏感性的方式对世界做出反应的机器。

电子皮肤通常通过将物理信息(如压力或温度)转换为电子信号来工作。在大多数情况下,不同类型的感觉需要不同类型的传感器;例如,一个用来检测压力,另一个用来检测温度等等。

然而,科学家们表示,来自这些不同传感器的信号可能会相互干扰,它们嵌入的材料——传统上是柔软的硅树脂或称为弹性体的弹性橡胶状材料——很容易损坏。

相关内容:自我修复的“活皮肤”可以使机器人更像人类——它看起来和你预期的一样令人毛骨悚然。这种新的电子皮肤使用单一类型的“多模态”传感器,能够检测不同类型的刺激,如触摸、温度和伤害。

科学家们说,虽然可靠地分离和查明每个信号的原因仍然很有挑战性,但多模态传感材料更容易制造,也更坚固。它们的生产成本也更低,因此适合广泛使用,成本效益也更低。为了测试它们的人造肉,研究人员熔化了一种柔软、有弹性和导电的明胶水凝胶,并将其铸造成人类手掌的形状。然后,他们给手配备了不同的电极配置,看看哪个从物理相互作用中捕获了最有用的数据,并对其进行一系列测试以找出答案。

这个相当残酷的过程包括用热枪爆破,用手指和机械臂戳它,然后用scalpel.In切开它。研究人员说,他们从皮肤的86万多条传导路径中收集了170万条信息。他们利用从这些测试中收集的数据来训练一个机器学习模型,如果集成到机器人系统中,这个模型可以使它识别不同类型的触摸。

“我们还没有达到机器人皮肤和人类皮肤一样好的水平,但我们认为它比目前任何其他东西都好,”研究的合著者、伦敦大学学院(UCL)机器人和人工智能讲师托马斯·乔治·瑟鲁塞尔(Thomas George Thuruthel)在一份声明中说。

“我们的方法比传统传感器灵活且更容易构建,我们能够使用人类触摸对其进行校准,以完成一系列任务。”

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