機(jī)器人領(lǐng)域是近年來取得了重大進(jìn)展的領(lǐng)域，但我們與機(jī)器人同行之間的一個(gè)主要區(qū)別是我們的感覺能力。僅僅擁有執(zhí)行任務(wù)的靈巧性并不總是足夠的，因?yàn)槲覀兊挠|覺會(huì)為大腦提供大量上下文信息。今天，新加坡國(guó)立大學(xué) (NUS) 的研究人員展示了允許機(jī)器人感知觸摸的新工具，這可能為他們執(zhí)行更多任務(wù)打開了窗口。

今天的公告已經(jīng)醞釀了很長(zhǎng)時(shí)間。去年，由 Benjamin Tee 助理教授領(lǐng)導(dǎo)的新加坡國(guó)立大學(xué)材料科學(xué)與工程團(tuán)隊(duì)詳細(xì)介紹了一種人造皮膚傳感器的開發(fā)，該傳感器旨在為機(jī)器人和假肢提供觸覺。正如 Tee 在今天的公告中所解釋的那樣，開發(fā)人造皮膚只是讓團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)際使用皮膚來增強(qiáng)機(jī)器人能力的目標(biāo)。

“制造一個(gè)超快的人造皮膚傳感器解決了讓機(jī)器人更聰明的一半難題，”Tee 說。“他們還需要一個(gè)可以最終實(shí)現(xiàn)感知和學(xué)習(xí)的人工大腦，作為拼圖的另一個(gè)關(guān)鍵部分。”

在這種情況下，大腦是英特爾的 Loihi 神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算芯片。Loihi 使用尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理人造皮膚收集的觸摸數(shù)據(jù)和基于事件的相機(jī)收集的視覺數(shù)據(jù)。在一項(xiàng)測(cè)試中，新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員讓機(jī)械手“閱讀”盲文字母，然后通過云將觸覺信息傳遞給 Loihi。Loihi 能夠以“超過 92% 的準(zhǔn)確率”對(duì)這些字母進(jìn)行分類，并且“比標(biāo)準(zhǔn)馮諾依曼處理器使用的功率低 20 倍”。

在另一項(xiàng)測(cè)試中，研究人員將觸摸系統(tǒng)與基于事件的相機(jī)配對(duì)，讓機(jī)器人對(duì)“裝有不同量液體的各種不透明容器”進(jìn)行分類。使用觸覺和視覺數(shù)據(jù)，Loihi 能夠識(shí)別每個(gè)容器的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員表示，這對(duì)于保持穩(wěn)定的抓握非常重要。最后，研究人員發(fā)現(xiàn)，將基于事件的視覺與人造皮膚的觸覺數(shù)據(jù)配對(duì)，然后用 Loihi 處理該信息“與僅視覺系統(tǒng)相比，對(duì)象分類的準(zhǔn)確度提高了 10%。”

在日常生活中，既能感知又能感知的機(jī)器人可以有很多應(yīng)用，無論是照顧老人或病人，還是在工廠處理新產(chǎn)品。賦予機(jī)器人感知能力也可以為自動(dòng)化手術(shù)打開大門，這將是機(jī)器人技術(shù)向前邁出的一大步。

新加坡國(guó)立大學(xué)的研究結(jié)果發(fā)表在2020 年機(jī)器人科學(xué)與系統(tǒng)會(huì)議的一篇題為《機(jī)器人的事件驅(qū)動(dòng)視覺觸覺感知和學(xué)習(xí)》的論文中;您可以在上面嵌入的視頻中觀看有關(guān)提交給會(huì)議的這項(xiàng)研究的聚光燈討論。