文章來(lái)源：機(jī)器人網(wǎng)

原文作者：我的果果超可愛(ài)

機(jī)器人可以說(shuō)是目前最炙手可熱的話題，人形機(jī)器人和通用人工智能可以說(shuō)是未來(lái)科技行業(yè)的制高點(diǎn)，工業(yè)和信息化部將人形機(jī)器人定位為“集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局”。

顛覆性的產(chǎn)品向來(lái)都是會(huì)帶來(lái)新的技術(shù)革命，人形機(jī)器人伴隨著本體技術(shù)的不斷發(fā)展，以及通用性人工智能和傳感器技術(shù)的迭代，目前已經(jīng)從幕后的小范圍實(shí)驗(yàn)室走到了商業(yè)化普及的前臺(tái)。終端產(chǎn)品的應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展向來(lái)都是相輔相成的，像是最新的AI視覺(jué)、類皮膚傳感器和應(yīng)變傳感器都是新興傳感器的變種發(fā)展。

“眼睛”：事件視覺(jué)傳感器

傳統(tǒng)圖像傳感器根據(jù)自身設(shè)定幀率來(lái)捕捉光線并且記錄感光數(shù)據(jù)，而想要做一個(gè)擁有視覺(jué)感知機(jī)能的機(jī)器人，就需要對(duì)你想看的對(duì)象做出識(shí)別。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，我們?cè)谕嫔鋼魳寫(xiě)?zhàn)類游戲時(shí)，尤其是在和對(duì)方激烈交火時(shí)，注意力往往都會(huì)被畫(huà)面中動(dòng)態(tài)的東西所吸引，大腦自動(dòng)的把背景忽視了一樣，視野里物體動(dòng)作的感知然后再大腦進(jìn)行判斷并控制手部的動(dòng)作，進(jìn)而達(dá)成游戲的勝利任務(wù)，背后其實(shí)就隱含著一套邏輯算法流程。

(圖片來(lái)源：基于事件的視覺(jué)傳感器(EVS)技術(shù))

而這種基于事件的視覺(jué)傳感器(以下簡(jiǎn)稱EVS)模擬了人類視神經(jīng)。完全不同于傳統(tǒng)的基于幀的圖像傳感器，EVS只會(huì)將有亮度變化的部分捕捉為軌跡，因此沒(méi)有幀的概念，也就是不會(huì)將感知到的靜態(tài)對(duì)象識(shí)別為圖像，其特點(diǎn)是即使高速移動(dòng)的物體也能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

“手掌”：觸覺(jué)傳感器

觸覺(jué)是人類社會(huì)最不起眼但也是最常用的感覺(jué)，像是我們每天都離不開(kāi)的手機(jī)，觸摸屏幕、指紋打卡等都是一種按壓式的觸覺(jué)。要想打造完美的人形機(jī)器人讓其擁有觸覺(jué)想必是必不可少的，研究人員提出了一種新型的柔軟且可拉伸的電容式傳感器。

(圖源：《Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin》)

這種傳感器通過(guò)電容量和電極之間的差異來(lái)獲取法向力和剪切力，其結(jié)構(gòu)是在一個(gè)柔軟平坦平面的上方構(gòu)造四個(gè)垂直電極，與下面的電極重疊，當(dāng)受到外力時(shí)傳感器能夠感知并且區(qū)分傳感器的壓力和剪切力。如下圖也揭示了不同按壓力度和不同角度時(shí)傳感器的感情情況，當(dāng)一個(gè)不平坦的表面接觸并按壓傳感器時(shí)，也就意味著四個(gè)電極受到的各個(gè)方向的力也不相同，就好像人手在觸摸到粗糙的乒乓球拍時(shí)會(huì)感受到凹凸的顆粒感。這種新型的傳感器成本低廉，能夠大面積的制造擴(kuò)展成傳感器陣列，形成類似的皮膚傳感器。

(圖源：《Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin》)

“皮膚”：折紙傳感器

說(shuō)起皮膚那向來(lái)都是光滑有觸感的，那么人形機(jī)器人也不例外，研究人員以紙為基底，通過(guò)浸漬聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT/PSS)溶液實(shí)現(xiàn)了大面積低成本的柔性可折疊傳感器，該傳感器擁有普通紙張的多微孔結(jié)構(gòu)，可以在壓力的刺激下通過(guò)層間接觸面積的變化調(diào)節(jié)器件導(dǎo)電電流，從而實(shí)現(xiàn)外界應(yīng)力刺激的捕捉與反饋。

(圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces)

值得注意的是，該類型傳感器有著極強(qiáng)的柔韌性，可以通過(guò)多次折疊變身成為高性能傳感器件，經(jīng)過(guò)三次折疊后，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通、關(guān)閉所需的電流呈現(xiàn)出不同的幅值。這種優(yōu)異的力-電性能剛好類似人類的皮膚，我們都知道不同位置的皮膚對(duì)于刺激的感觸不一樣，這是由于神經(jīng)分布的不同，那要是我們想打造一個(gè)人形機(jī)器人，自然全身上下的皮膚通過(guò)不同的層疊實(shí)現(xiàn)了類似于神經(jīng)分布的方式，那么其內(nèi)部的線路控制幾乎減少了一半之多。

(圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces)

同時(shí)，用一個(gè)金屬器件壓在大面積的折紙傳感器上方，就像一個(gè)人把重物放在胸前或者肚皮上，可以感受到的物品的形狀和壓力。

(圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces)

隨著技術(shù)的不斷革新演變，越來(lái)越多的傳感器正在從實(shí)驗(yàn)室向著商業(yè)化走來(lái)，人形機(jī)器人以前可以說(shuō)是存在于科幻小說(shuō)和電影里的，但是現(xiàn)在在成本低性能好的傳感器加持下，實(shí)現(xiàn)的腳步越來(lái)越快。

審核編輯：湯梓紅