要使機器人實現(xiàn)與人類的智能高效互動，就需要為其提供感知觸摸的能力。然而，以前模仿人類皮膚的嘗試涉及到龐大而復雜的電子設備、線路，還面臨損壞的風險。

在最近的一項研究中，日本的研究人員通過構建一種三維視覺引導的人造皮膚規(guī)避了這些困難，這種皮膚能夠實現(xiàn)高性能的觸覺傳感，為醫(yī)學、醫(yī)療保健和工業(yè)中的無數(shù)應用打開了大門。

在《IEEE機器人學報》(IEEE Transactions on Robotics)上發(fā)表的一項新研究中，這組日本研究人員報告稱開發(fā)了一種高性能、基于視覺的人工傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)成本低、結構相對簡單、可擴展。這個名為Taclink的系統(tǒng)可以處理觸覺信息，甚至可以在與周圍環(huán)境交互時確定接觸力和接觸幾何形狀。

研究人員將Taclink的結構基本上建立在透明的丙烯酸管(用作剛性骨框架)上，該管被一個連續(xù)的柔軟人造皮膚覆蓋，傳感面積約為500 平方厘米。他們使用硅橡膠來制造人造皮膚，因為它具有高彈性和光滑度。

此外，這種材料可以膨脹以改變其形狀和硬度。研究人員在皮膚表面打印了一系列標記來跟蹤其變形，而不是在皮膚內(nèi)嵌入傳感器或電子元件。這大大降低了它的體積、成本和可能損壞的風險。

視覺系統(tǒng)由兩個同軸攝像機組成，這兩個攝像機被排列成一個立體攝像機，可以跟蹤皮膚內(nèi)壁上標記的三維位移。

此外，研究人員采用有限元模型(FEM)來估計皮膚的結構剛度。通過結合來自這兩個來源的數(shù)據(jù)，他們能夠同時重建接觸幾何形狀和接觸力分布。此外，與以前的研究不同，這種方法適用于多個接觸點。

有了這些積極的成果，研究人員對創(chuàng)造下一代觸摸傳感機器人設備充滿希望，表示“研究中使用的人造皮膚很容易制造，因此可以應用于機器人的其他部分，如手指、腿、胸部和頭部，甚至用于人類的智能假體，使殘疾人能夠像正常人一樣感知感覺。”

“此外，它還可以用于設計醫(yī)學、醫(yī)療保健和工業(yè)中的各種感官設備。事實上，它特別適合于后疫情時代機器人系統(tǒng)的開發(fā)，以實現(xiàn)機器人化身的遠程服務。”

（文章來源：前瞻網(wǎng)）