多數(shù)情況下,機(jī)器人就是應(yīng)該表現(xiàn)出一副冷酷無情的樣子。所以,如果你的機(jī)器人摸起來熱熱的,多半是它的冷卻系統(tǒng)出了問題。相反,人類和其他非爬行類的動物總是能在常溫的狀態(tài)下保存熱量,這便讓我們可以通過觸摸,感知外物的溫度。以人類為例,我們感受到的外物溫度會比它們的實際溫度要高一些或低一些。此處原因有二:第一,我們是溫血動物,所以我們感受到的并不是物體本身的溫度,而是物體溫度與我們自身溫度之間存在的差值;第二,我們也能感受到物體“吸收”人體熱量的速度。這就是為什么在相同溫度下,我們會覺得金屬比羊毛制品冷——金屬“吸收”人體熱量的速度比羊毛制品更快。
而大多數(shù)機(jī)器人的觸摸傳感器只具備力檢測器,所以它們只能檢測物體的堅硬程度以及質(zhì)地,這使得機(jī)器人識別外物的精準(zhǔn)度很低。但是,如果你在機(jī)器人身上安置了一個溫度感應(yīng)器,機(jī)器人就能告訴你,它們觸摸的物體表面到底是熱的還是冷的。也就是說,通過和傳統(tǒng)力量感應(yīng)器的結(jié)合,復(fù)合觸摸傳感器可以幫助機(jī)器人識別物體的組成。
正是利用了這樣的原理,來自美國佐治亞理工學(xué)院的 Joshua Wade、Tapomayukh Bhattacharjee 和 Charlie Kemp 教授在上個月舉辦于韓國首爾的 IROS 大會上,展示了他們?yōu)闄C(jī)器人設(shè)計的“有溫度”的“皮膚”。這層“皮膚”由“taxel”小型晶體管組成,每個晶體管中,電阻式織物都夾在兩層導(dǎo)電織物中間,而兩個正極熱敏電阻和兩個負(fù)極熱敏電阻則被安置在碳纖維電阻加熱條的最上面,這樣一來,“taxel”小型晶體管就具備了判斷機(jī)械應(yīng)變和壓力的能力。利用了這三個不同的感應(yīng)方式,機(jī)器人識別外物的功能得到了顯著的提升。據(jù)悉,當(dāng)機(jī)器人被分別壓在木頭和鋁上時,它的成功區(qū)分率達(dá)到了96%。但是,如果你只讓機(jī)器人在這兩種材料上輕輕掠過的話,它的成功率就只有84%了。但是不管怎么說,還是比沒有熱傳感器的機(jī)器人成功率高很多。
其實早前 SynTouch 打造的 BioTac 感應(yīng)器也含有熱傳感器,但是它只是一個小小的手指,而佐治亞理工學(xué)院研究團(tuán)隊打造的是覆蓋到整個手臂的皮膚。對此,來自研究團(tuán)隊的 Tapo Bhattacharjee 教授在接受采訪時表示,類似這樣的感應(yīng)器的潛在應(yīng)用面非常廣:
“在雜亂的環(huán)境或是人類所處的環(huán)境中,機(jī)器人可以通過使用這樣的皮膚,了解物體的溫度特性,從而幫助它們更好地施展抓握能力。舉個例子,有了這樣的皮膚,機(jī)器人在觸摸人類的時候,就會更溫柔了?!?/span>
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