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IROS 2016 | 当机器人穿上有温度的“皮肤”,识别物体的能力蹭蹭长

本文作者:杨波 2016-11-07 11:39
导语:来自美国佐治亚理工学院的研究团队在上个月举办于韩国首尔的 IROS 大会上展示了他们为机器人打造的“皮肤”。

IROS 2016 | 当机器人穿上有温度的“皮肤”,识别物体的能力蹭蹭长

多数情况下,机器人就是应该表现出一副冷酷无情的样子。所以,如果你的机器人摸起来热热的,多半是它的冷却系统出了问题。相反,人类和其他非爬行类的动物总是能在常温的状态下保存热量,这便让我们可以通过触摸,感知外物的温度。以人类为例,我们感受到的外物温度会比它们的实际温度要高一些或低一些。此处原因有二:第一,我们是温血动物,所以我们感受到的并不是物体本身的温度,而是物体温度与我们自身温度之间存在的差值;第二,我们也能感受到物体“吸收”人体热量的速度。这就是为什么在相同温度下,我们会觉得金属比羊毛制品冷——金属“吸收”人体热量的速度比羊毛制品更快。

而大多数机器人的触摸传感器只具备力检测器,所以它们只能检测物体的坚硬程度以及质地,这使得机器人识别外物的精准度很低。但是,如果你在机器人身上安置了一个温度感应器,机器人就能告诉你,它们触摸的物体表面到底是热的还是冷的。也就是说,通过和传统力量感应器的结合,复合触摸传感器可以帮助机器人识别物体的组成。

IROS 2016 | 当机器人穿上有温度的“皮肤”,识别物体的能力蹭蹭长

正是利用了这样的原理,来自美国佐治亚理工学院的 Joshua Wade、Tapomayukh Bhattacharjee 和 Charlie Kemp 教授在上个月举办于韩国首尔的 IROS 大会上,展示了他们为机器人设计的“有温度”的“皮肤”。这层“皮肤”由“taxel”小型晶体管组成,每个晶体管中,电阻式织物都夹在两层导电织物中间,而两个正极热敏电阻和两个负极热敏电阻则被安置在碳纤维电阻加热条的最上面,这样一来,“taxel”小型晶体管就具备了判断机械应变和压力的能力。利用了这三个不同的感应方式,机器人识别外物的功能得到了显著的提升。据悉,当机器人被分别压在木头和铝上时,它的成功区分率达到了96%。但是,如果你只让机器人在这两种材料上轻轻掠过的话,它的成功率就只有84%了。但是不管怎么说,还是比没有热传感器的机器人成功率高很多。

其实早前 SynTouch 打造的 BioTac 感应器也含有热传感器,但是它只是一个小小的手指,而佐治亚理工学院研究团队打造的是覆盖到整个手臂的皮肤。对此,来自研究团队的 Tapo Bhattacharjee 教授在接受采访时表示,类似这样的感应器的潜在应用面非常广:

在杂乱的环境或是人类所处的环境中,机器人可以通过使用这样的皮肤,了解物体的温度特性,从而帮助它们更好地施展抓握能力。举个例子,有了这样的皮肤,机器人在触摸人类的时候,就会更温柔了。”

 via IEEE Spectrum

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