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能握手會(huì)擁抱,還幫你穿衣服,為啥人形機(jī)器人的觸覺(jué)很重要?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-11-03     來(lái)源:第一財(cái)經(jīng)     瀏覽次數(shù):426
核心提示:馬斯克發(fā)布的人形機(jī)器人賺足了一波眼球,不過(guò)大家忽略了一個(gè)人類都擁有但是大部分機(jī)器人尚不具備的能力,那就是觸覺(jué)。
 今年10月初馬斯克發(fā)布的人形機(jī)器人賺足了一波眼球,不過(guò)大家的討論集中在機(jī)器人長(zhǎng)得像不像人,忽略了一個(gè)人類都擁有但是大部分機(jī)器人尚不具備的能力,那就是觸覺(jué)。

 

觸覺(jué)是人類感受世界的接口之一,但生物體的觸覺(jué)是一套非常復(fù)雜的系統(tǒng)。從皮膚接觸到神經(jīng)細(xì)胞把微小的電信號(hào)傳遞到大腦,讓我們能夠?qū)ν饨绲臏囟取⒘Χ、質(zhì)地和重量等等形成感受,是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,要讓機(jī)器人來(lái)復(fù)制觸覺(jué)系統(tǒng)是一件非常困難的事。

既然這么難,為什么機(jī)器人一定要帶上觸覺(jué)感知能力呢?因?yàn)橛辛擞|覺(jué)以后,物流分揀機(jī)器人就可以像人類一樣抓取類似雞蛋這種易碎的食品;家用服務(wù)機(jī)器人也能感知抓取物品的力度大小,握手的時(shí)候還不會(huì)傷到人類。

觸覺(jué)機(jī)器人還能更好的幫到殘障人士。因?yàn)榻裉斓臋C(jī)械假肢大部分是沒(méi)有觸覺(jué)的,很難完成類似于真人一樣的觸摸動(dòng)作,擁有觸覺(jué)的電子皮膚可以讓殘障人士擁有類似于真人一般的體驗(yàn)感受。

在學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界,如何讓機(jī)器人擁有觸覺(jué),大致有兩種技術(shù)路線。第一種以麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)為代表,利用AI視覺(jué)來(lái)模擬觸覺(jué)感知。

麻省理工的視覺(jué)科學(xué)教授 Ted Adelson開(kāi)發(fā)了一種機(jī)器人觸覺(jué)系統(tǒng)GelSight,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)一些精確的操作,比如把USB插頭準(zhǔn)確插到電腦接口上。GelSight的機(jī)器手表面是一層柔軟的材料,后面有一個(gè)高精度的AI視覺(jué)攝像頭,能夠識(shí)別物體的紋理、硬度等信息,所以在抓取雞蛋的時(shí)候也不會(huì)擔(dān)心弄碎。

但這種技術(shù)有一定的局限性,比如無(wú)法捕捉快速滑落的物體,還有,光線不好的時(shí)候,AI視覺(jué)就不是那么有用了。

第二種技術(shù)路線叫電子皮膚,也是被更多科學(xué)家更看好的路線。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是模擬真實(shí)皮膚的功能,在物體表面的橡膠材料薄層里面塞入碳納米管這樣的導(dǎo)電材料,受到壓力后,通過(guò)檢測(cè)電流的變化,就可以判斷受力的大小。

觸覺(jué)機(jī)器人

電子皮膚可以讓機(jī)器人知道是否與人或物進(jìn)行了接觸,隨時(shí)調(diào)節(jié)它們的行為動(dòng)作和力量大小。不過(guò)電子皮膚依然會(huì)面臨一些產(chǎn)業(yè)化的難題,其中最主要的問(wèn)題有兩個(gè):

第一個(gè)是最讓科學(xué)家頭疼的問(wèn)題,就是持續(xù)使用會(huì)導(dǎo)致磨損,尤其是在抓取硬金屬類物品的時(shí)候。

斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授鮑哲南提出過(guò)解決方案--用3D打印來(lái)修復(fù),F(xiàn)在觸覺(jué)機(jī)器人大部分結(jié)構(gòu)都是軟體材料,在需要的時(shí)候用數(shù)字化建模的方式打印出來(lái),就可以常年保持更新了。

機(jī)器人觸覺(jué)的第二個(gè)難點(diǎn)就是產(chǎn)業(yè)化。觸覺(jué)機(jī)器人公司SynTouch的副總裁Peter Botticelli提到,觸覺(jué)技術(shù)從高校里出來(lái)只是第一步,更艱巨的探索是系統(tǒng)集成,也就是怎么把一個(gè)個(gè)傳感器、電機(jī)、電池和攝像頭做成一個(gè)穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。

人形機(jī)器人這個(gè)領(lǐng)域,因?yàn)樘厮估雸?chǎng),正在帶領(lǐng)產(chǎn)業(yè)界的快速進(jìn)化。今天介紹的機(jī)器人觸覺(jué),未來(lái)最大的應(yīng)用之一很可能就是人形機(jī)器人。因為長(zhǎng)得像人的機(jī)器人,更容易讓我們覺(jué)得有親切感,而一個(gè)帶有觸覺(jué)系統(tǒng),能夠跟你握手、擊掌、擁抱的人形機(jī)器人,會(huì)讓它們進(jìn)一步融入到人類的生活中。

這讓我想到本田公司在1986年啟動(dòng)的人形機(jī)器人Asimo,投放在醫(yī)院、養(yǎng)老院等各種場(chǎng)景后發(fā)現(xiàn),它很難完成基本的看護(hù)服務(wù)工作,更別說(shuō)幫助老人穿衣服這些復(fù)雜動(dòng)作,最后都成了養(yǎng)老院里的擺設(shè)。

不過(guò)在今年4月份,英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室取得了一項(xiàng)突破,公開(kāi)了機(jī)器人幫助人體穿衣服的技術(shù)成果。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里,協(xié)作機(jī)器人完成了從衣架上取下衣服,然后找到在病床上的病人,展開(kāi)衣服,抬起人體模型的手臂,最終完成穿衣的一整套服務(wù)的閉環(huán)。

這些成果令人欣喜,可以想象,在未來(lái),具備觸覺(jué)能力的機(jī)器人能夠隨時(shí)感知老人的身體狀況,除了穿衣服還能夠喂飯、蓋被子、攙扶老人走路,或者完成日常里的細(xì)微動(dòng)作,比如剝香蕉、切水果,在老齡化的未來(lái)社會(huì),他們對(duì)于醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域的幫助將會(huì)不可限量。

不得不說(shuō),Asimo的大戰(zhàn)略方向是對(duì)的,奈何想法過(guò)于超前于時(shí)代了。好在我們現(xiàn)在正處于人工智能快速發(fā)展的階段,機(jī)器人觸覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步就是AI前沿的體現(xiàn)。未來(lái)機(jī)器人不再是冷冰冰的外殼,它們將擁有和人類比肩的智能和體能,機(jī)器人成為社會(huì)底層操作系統(tǒng)的進(jìn)程就會(huì)大大加快了。

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