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AI让虚拟世界“触手可感”
点击次数:97 发布时间:2019-06-18

电子皮肤或成突破口

相比听觉和视觉,触觉技术一直是机器人技术难以突破的短板。由于触觉最直接的是通过皮肤感知,所以电子皮肤成为触觉研究者青睐的课题之一。

最近,约翰霍普金斯大学的研究人员开发出一种新的电子皮肤,可以通过感知刺激将信号传递给周围神经来重建触觉。研究人员把电子皮肤套在受试者指尖,测试结果表明,受试者能够对尖锐物体和圆滑物体表现出疼痛和非疼痛的反应,说明至少在部分功能上,这种电子皮肤称得上成功。只不过其对温度的感应还不太灵敏,尚须改进。

日前,英国曼彻斯特大学与北京他山科技有限公司共同成立人工智能触觉传感联合实验室,计划研发一款人工智能触觉芯片及通用解决方案。“基于脉冲神经元网络架构,研发电容触感技术,将之应用到人工智能机器人的皮肤上,尤其是手和脚上,采用优于目前通用的深度学习算法,提取更为抽象的特征数据,使得AI可以快速实时作出决策,从而使机器人获得与人类接近的触觉感知,打通服务类机器人商业应用的瓶颈。”他山科技公司总经理孙滕谌介绍说。

谭茗洲表示,加上人工智能算法的触觉感知技术,与机器人结合,通过大数据收集信息,让模拟现实的感受更真实。这种技术理论上非常有前景,有望开发出虚拟智能触摸系统,实现从手势到压触的全智能感应,让AI拥有触觉、滑觉、压觉、湿觉、力矩觉等功能;同时还能研发出多种触觉功能,让AI能感知物体的温度和重量等。

具有广阔应用前景

“先期的触感技术开发体现于触觉反馈手套,能够感受到‘手中’的虚拟物体,大多应用在电子游戏中,创造真实的触觉感受,而在人机交互中增加触觉技术,能够加强人们对机器的控制,将会有更为广阔的应用,大大促进远程制造、医疗、教育、购物等方面的发展。”谭茗洲指出。

据介绍,目前机器手主要应用在工业环境。一般来说,工业机器人手部设计常见的有两类,最广泛的是“抓手”,由两三个金属制成的夹具组成,用于夹取物体;另一种则是特殊手部,像吸盘、磁吸装置,实现特定物体的抓取,如在生产流水线上夹取零件,或在仓库、工厂里用吸盘吸住货箱来搬货。

在常见的微创手术中,由于切口实在是太小,外科医生都恨不得拿放大镜盯着看。2016年澳大利亚迪肯大学和哈佛大学专为腹腔镜手术联手打造一款微创手术机器人HeroSurg,让医生在远程手术中获得触觉。大量研究表明,给手术机器人添加触觉反馈能提高手术精准度,减少组织损伤和手术时长。触觉反馈还可以让医生在VR手术中进行零风险训练,同时体验到实际切割和缝合的感觉。

穿戴式触觉设备可以通过震动和用户交流。神经科学家大卫·伊格曼团队开发一种带有32个震动电机的背心——VEST。这种背心曾在科幻剧《西部世界》中出现过,能帮助角色发现正在接近的敌人。

目前,穿戴式触觉设备最有前景的应用之一是把声音转化为触觉,使听障人士更容易理解口语。同样,各类视觉信息也能转化为震动,供盲人理解视觉世界。

触觉式远程机器人则能实现安全的人机交互。这种技术结合高清视频、音频和交互式组件,在网络上创建一种独特的“面对面”体验。卡尔伯森实验室正在开发一种“数据驱动触觉”设备,能逼真模拟物体表面的粗糙度、硬度和光滑度。这种模拟并不依赖于复杂的算法和物理模型,只需收集物体划过各种表面材料时的数据。如当用笔划过屏幕时,屏幕上就能获得相应的反馈——不同反馈对应不同的纹理。未来其可应用于在线购物和虚拟博物馆。

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