机器人的“触觉”是怎么回事？编译|知淮编辑|云鹏智东西4月

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编译|知淮
编辑|云鹏
智东西4月11日消息，一直以来，类人型机器人的研发，都是朝着复现人类的行为，继而辅助人类生活的方向发展着。近日，来自英国以及日本的相关研究人员，对外释放了一些全新的技术，这些技术能够让机器人拥有“和人类一样的触觉” ，并且可以令机器人从事诸如“帮助人类穿衣服、剥香蕉”等这样更加精细的操作。

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▲“人工指尖”正在触摸球类玩具
在这些技术中，有利用“人工神经元”对机器人进行反复训练的成果，也有“人造指尖”这样新元件加持下的全新突破。这些技术的真正铺开应用，将会给工业制造、医疗以及劳动力短缺等问题带来新的解决方案。
一、3D打印“人造指尖” ，赋予机器人比肩真人的触觉
接触是人类感知世界的最直接方式， “触觉”是人体神经系统中的重要组成部分，它在人类之间的情感互动中起着重要作用。皮肤和皮肤下覆盖的神经则是将“感觉”传达给大脑的桥梁。触觉帮助人类分辨物体，最后大脑控制双手，选择拿捏它们的力道。但是对于金属和电路组成的机器人来说，如何才能在它们身上复现人类的“触觉”呢？
英国布里斯托大学的研究人员给出了解决方案——TacTip（人造指尖），也称“光触觉传感器” 。伦敦大学研究“触摸行为”的MandayamSrinivasan称TacTip为：“自然触摸和人工触摸的近距离接触，这是改进机器人‘触摸方案’的必要步骤。”

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▲装备了TacTip的机器人成功拿起千纸鹤
TacTip原型机的诞生最早可以追溯到2009年，当时布里斯托大学的研究人员以人类皮肤为灵感，手工组装出了第一个“人造指尖” 。但是受制于当时的技术，第一个“人造指尖”并不像真人手指一般纤细，它足足有罐装汽水一般大小。而后随着3D打印技术的飞速发展，终于在2018年，研发团队依托于3D打印技术，将“人造指尖”的体积压缩到了成人大脚趾的大小。
同时得益于3D打印技术能够为“人造指尖”创造类似于人类皮肤的多层结构，研发团队近期已经将“人工神经网络”集成到了“人造指尖”中。至此， “完全体”的TacTip正式落地。
长期以来，工程师们一直试图让机器人像人一样灵巧，配备“人工神经网络”纵然是解决方案之一，但是来自伦敦大学的触摸研究员MandayamSrinivasan却表示：“目前机器人的触摸结果反馈仍然远远低于人类。”不过TacTip的研发团队似乎找出了更为理想的解决方案，那就是“人类触觉”和“机器反应”的相通点——信号。
当人类的指尖皮肤与物体接触时，遍布皮肤的神经末梢通过突触的变形向大脑传递“摸到东西”的指令，之后神经会向大脑发送“快和慢”两种信号， “快速”信号来帮助我们避免物品掉落， “滞后”的信号则用来传达物体的形状。相信大家已经快要看出个大概了，触觉反馈到大脑是以神经信号的方式，指令反馈到机器人是以数字信号的方式，两者的形式都是“信号” ，如果能精确的用数字信号模拟神经信号传输给机器人，那么或许就能让机器人拥有比肩真人的触觉。TacTip的原理正式如此。