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仿生触觉的应用将无处不在

作者:王京生, 樊建平主编 ; 杨柳著 来源:《粤港澳大湾区战略性新兴产业研究. 人工智能卷》 责任编辑:深小安 2022-12-13 人已围观


▲2018 年1 月, 搜狗CEO 王小川(中),汪晓阳(左)与潘挺睿博士(右)合影

除此以外,柔性触觉传感技术还为人工智能假肢技术的发展提供了新 的发展方向。给人工假肢配备触觉传感器,使得智能假肢在提高灵活性、 操控性和智能性之外,还具备对外界环境的信息感知和反馈能力。这就要求智能假肢具有像人一样的触觉感知功能,与人的神经产生信号交换。也 就是说,要能够将人工感知到的外界环境参数,通过现代人机接口方式传 送到人体神经系统,并由大脑发出指令以控制躯体受损部分的活动。这极 大地提高了人工假肢的康复效果,增强了神经修复的意义。

作为仿生智能 假肢的核心,触觉传感系统为使用者提供了对接触物体纹理、表面结构、 整体形状等机械特性的感知与评价能力,弥补了传统假肢对于触觉感知能 力的缺失。然而,目前的研究成果虽已让人工假肢具备了基本的触觉功能, 但其传感器产生的信号与皮肤中的天然触觉传感器——机械性感受器发送 的信号仍存在巨大差异。因此,在下一代高性能触觉传感系统中,将在包 括传感材料选择、结构设计、解耦算法、信号获取电路、传感器校准等多 个技术领域展开持续创新以及实用化、产业化方面的探索。

人工触觉将赋能智能制造和物流业
 
在未来的工业生产场景中,智能生产设备将具有仿生触觉,机械手将 具有裸压力反馈能力,能抓取不同重量的物品,可以承担更多的工作。拥 有人工触觉的协作机器人肯定是未来工厂所大量需要的人类助手。 同样,AGV(智能搬运机器人)小车如果有了仿生触觉系统,就能及 时发现物品的重心是否偏移,是否会倾倒,可以及时调整运送货物的方式。

还有,零售企业目前普遍采取的是利用人工视觉来做无人售货,但这 个方法具有看不准、摄像头会侵犯隐私等缺陷,而采用人工触觉来改造货架后,可让货架来“摸”商品,知道哪些商品需要补货,哪些商品已经销 售了。不论是在准确度上,还是控制成本上,人工触觉技术都比人工视觉 技术更有优势。 与现有电阻式、电容式、压电式柔性压力传感器相比,汪晓阳介绍说 : “我们新开发成功的离电子式柔性压力传感器无论在灵敏度、动态响应、 静态响应、抗噪能力、柔韧性、透明度、制造成本还是低功耗性能上,都 是上上之选。”

由于触觉传感器可以让任意材质表面升级为触觉可控,而且其阵列式 传感布局可以提供更加自然的输入方式,因此,它可以广泛地用于简易称重、手势输入等方案,让人与物、物与物的界面都有触觉。不论是智能制造, 还是物流业、新兴零售业等,都将因为触觉传感器的普遍使用而发生天翻 地覆的变化。

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