工程师开发出突破性的“机器人皮肤”

智能,可拉伸和高灵敏度,由UBC和本田研究人员开发的一种新型软传感器为机器人和假肢的广泛应用打开了大门。

当应用于假肢或机器人肢体的表面时,传感器皮肤提供了触摸灵敏度和灵活性,使机器难以完成的任务成为可能,例如拿起一块柔软的水果。这种传感器摸起来也很柔软,就像人的皮肤一样,这有助于使人类的互动更安全、更逼真。

“我们的传感器可以感知多种类型的力,使假肢或机械臂能够灵活而精确地对触觉刺激做出反应。例如,手臂可以握住像鸡蛋或一杯水这样易碎的物体,而不会压碎或掉落,”研究作者米尔扎·萨奎布·萨瓦尔博士说,他在UBC应用科学系的电气和计算机工程博士学位工作中创造了这种传感器。

赋予机器触觉

该传感器主要由硅橡胶组成,这种材料也用于制作电影中的许多皮肤特效。该团队独特的设计使其具有弯曲和褶皱的能力,就像人类的皮肤一样。

“我们的传感器利用弱电场来感知物体,即使距离很远,就像触摸屏一样。但与触摸屏不同的是,这种传感器是柔软的,可以探测到进入和沿着其表面的力。这种独特的组合是采用与人接触的机器人技术的关键,”约翰·马登博士解释说,他是高级研究作者,也是电气和计算机工程教授,领导UBC先进材料和工艺工程实验室(AMPEL)。

UBC团队与本田研究所Frontier Robotics合作开发了这项技术。自20世纪80年代以来,本田一直在人形机器人领域进行创新,并开发了著名的ASIMO机器人。它还开发了辅助行走的设备,以及新兴的本田阿凡达机器人。

“马登博士的实验室在柔性传感器方面拥有丰富的专业知识,我们很高兴与这个团队合作,开发可应用于机器人的触觉传感器,”该研究的主要作者之一、前沿机器人公司(Frontier Robotics)的总工程师石崎龙介(Ishizaki Ryusuke)说。

实用性和可扩展性

研究人员表示,这种新型传感器制造简单,可以很容易地覆盖大面积的表面,并进行大量生产。

马登博士指出,传感器和智能正在使机器变得更有能力、更逼真,越来越多地允许人们与它们一起工作和玩耍,但还有很多事情要做。

“人类皮肤指尖上的感应点比我们的技术多100倍,这使得它更容易点燃火柴或缝纫。随着传感器不断进化,变得更像皮肤,也可以检测温度甚至损伤,机器人需要更智能,知道应该关注哪些传感器,以及如何做出反应。传感器和人工智能的发展需要齐头并进。”


作者:英属哥伦比亚大学

链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231026131623.htm

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