當(dāng)這種傳感器皮膚被應(yīng)用于假肢或機器人的肢體表面時,它可以為機器人提供了觸摸靈敏度和靈活性,從而使機器能夠執(zhí)行以前難以實現(xiàn)的任務(wù),例如輕松地撿取軟水果等,同時由于軟體傳感器的觸感特性與人類皮膚相似,有助于使機器人與人類之間的互動更加安全和逼真。
不列顛哥倫比亞大學(xué)(University of British Columbia)簡稱UBC,是歐洲機器人研究的前沿學(xué)府之一,UBC團隊與本田研究所的Frontier Robotics合作開發(fā)了這項技術(shù)。本田自20世紀(jì)80年代以來一直在人形機器人領(lǐng)域進行創(chuàng)新,并開發(fā)了著名的ASIMO機器人,以及其他輔助行走設(shè)備和新興的本田阿凡達機器人。
該傳感器由硅橡膠制成,這種材料在電影特效中常用于制作皮膚材質(zhì),其獨特設(shè)計使其能夠像人類皮膚一樣彎曲和起皺。傳感器利用弱電場來感知物體,即使是在遠處,就像觸摸屏一樣。但與傳統(tǒng)觸摸屏不同的是,這種傳感器非常柔軟,能夠檢測物體進入和沿其表面的力量。這一獨特的組合是實現(xiàn)與人類互動的機器人所必需的。
該傳感器利用來自四個可變形電容器的信號的總和和差異來區(qū)分同時施加的法向力和剪切力。剪切力與法向力的串?dāng)_小于 2.5%,剪切軸之間的串?dāng)_小于 10%。法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力靈敏度分別為 0.49 kPa 和 0.31 kPa,最小位移分辨率為 40 μm。此外,手指接近度的檢測范圍可達 15 毫米。
這項研究的主要作者之一,F(xiàn)rontier公司的首席工程師石崎龍介表示:“UBC的馬登博士實驗室在柔性傳感器領(lǐng)域具有豐富的專業(yè)知識,我們很高興能與他們合作開發(fā)這種適用于機器人的觸覺傳感器技術(shù)?!?/p>
研究人員指出,這種新型傳感器的制造相對簡單,因此可以輕松擴展以覆蓋大面積并進行大規(guī)模生產(chǎn)。馬登博士強調(diào),傳感器和智能技術(shù)的不斷發(fā)展使得機器人變得更加強大和逼真,人們能夠更多地與它們協(xié)作和互動。
然而,軟體傳感器的作用遠不止這點,馬登博士表示:“人類皮膚上的感知點比我們目前的技術(shù)多100倍,這使得機器人執(zhí)行更精細的任務(wù),例如點燃火柴或進行縫紉,變得更容易。隨著傳感器越來越接近人類皮膚的特性,還能夠檢測溫度和損傷,機器人需要更加智能地理解要關(guān)注哪些傳感器以及如何做出響應(yīng)。傳感器和人工智能的發(fā)展需要同步推進?!?/p>