斯坦福大學(xué)電子皮膚 希望賜予機(jī)器人如人類般敏感而優(yōu)質(zhì)的觸覺

　　除此之外，棘毛還可以測量壓力的方向，就是切向和法向分別有多少力施加在皮膚上，如果一根手指向北推某個東西，“小山”的南坡就會感受到強(qiáng)烈的信號，這是一種叫做剪應(yīng)力 (Shear Force) 的力量，可以幫助人類握起一個雞蛋：讓雞蛋不會被握碎，也不會掉在地上摔碎。

　　斯坦福大學(xué)的電子皮膚，就是模仿人類手指觸覺器官而來的。在他們研究的裝有電子皮膚的手套上，每個手指的傳感器都是三層的?！　?/p>

　　其中上層和底層帶電，中層是不帶電的橡膠層，可以讓上層和底層的電極保持分離的狀態(tài)。

　　研究人員在 (上層與底層) 兩個相對的面上，鋪設(shè)了電線網(wǎng)格 (Grid of Electrical Lines) ，就像電場線那樣。然后讓這些“電場線”互相垂直，形成一個密集的感應(yīng)像素陣列。其中底層，就像人類皮膚的棘毛層那樣溝壑縱橫。

　　中間的橡膠層很重要，因?yàn)閮蓪与姌O距離很近，又不互相接觸，這樣的結(jié)構(gòu)可以儲存電能。當(dāng)手指向下按的時候，上層電極和下層就會更靠近，存儲的電能就會增加。

　　一方面我們可以根據(jù)儲存電量的大小來判斷壓力的大小，另一方面底層“山丘”狀的結(jié)構(gòu)加上電網(wǎng)格上密布的點(diǎn)，我們也可以知道每一點(diǎn)上對應(yīng)的壓力大小和方向。這樣類似人類手指的觸感就形成了。

　　試驗(yàn)中，斯坦福大學(xué)的研究人員讓帶著裝有電子皮膚的手套的機(jī)械臂在輕輕觸碰到樹莓時便能感知到，并且能夠迅速退回不至于傷害到柔軟的果實(shí)。

　　也可以輕輕抓起一個圓形的乒乓球任意移動?！　?/p>

　　那講完這個神奇的電子皮膚，回到我們最初的問題。既然在解決機(jī)器人觸覺方面出現(xiàn)了兩個主要的研究方向：電子皮膚和軟體機(jī)器人。那么在模仿人手的道路上，小編認(rèn)為肯定是要殊途同歸的。

　　比如像康奈爾大學(xué)這只發(fā)表在《Science》雜志上的觸覺機(jī)械手“Gentle Bot”，它不僅擁有柔性的外表，還能夠感知所接觸物體的形狀和質(zhì)地?！　?/p>

　　只是，和依靠電信號的電子皮膚不一樣，康奈爾大學(xué)這只觸覺機(jī)械手，采用的卻是導(dǎo)光材料。類似于“大白”的充氣狀手指，內(nèi)部有可彎曲的波導(dǎo)和可攜帶光波的導(dǎo)管。當(dāng)手指觸摸物體時，其外部的輕微形變導(dǎo)致波導(dǎo)彎曲，進(jìn)而扭曲或改變光信號，從而使機(jī)械手獲取相應(yīng)的觸摸數(shù)據(jù)，以確定被觸摸物體的堅(jiān)硬程度和形狀?！　?/p>

　　所以，在未來比起硬邦邦的機(jī)械手，你是不是也希望給你端茶的機(jī)器人，擁有和人類一樣柔軟的手掌呢?