【導語】英國劍橋大學科學家另辟蹊徑，以廉價明膠基材料製成“多模態”傳感器，打造出成本低、結實耐用的機器人“皮膚”。經暴力測試，該“皮膚”收集大量數據，未來或讓機器人精準感知冷熱、壓力與損傷，實現更和諧的人機協作，但人機關係新挑戰也悄然浮現。

一種具備高敏感度且成本低、結實耐用的機器人“皮膚”，可以像戴手套一樣添加給機器人

（圖片來源：劍橋大學）

小時候打針，你有沒有抱怨過：“太疼了！我要是像機器人一樣沒有痛覺就太好啦？”然而事實上，能感(gǎn)覺(jué)到(dào)疼(téng)痛(tòng)，不(bù)管(guǎn)是(shì)對(duì)於(yú)動(dòng)物(wù)還(hái)是(shì)機(jī)器(qì)人(rén)都(dōu)至(zhì)關重(zhòng)要(yào)。這(zhè)一(yī)點(diǎn)在(zài)許(xǔ)多(duō)涉(shè)及(jí)機(jī)器(qì)人(rén)的(de)科(kē)幻(huàn)影(yǐng)視(shì)作(zuò)品(pǐn)中(zhōng)也(yě)都(dōu)有(yǒu)強(qiáng)調(diào)！

即(jí)便(biàn)是(shì)戰(zhàn)鬥(dòu)型(xíng)機(jī)器(qì)人(rén)也需要接收“痛覺”反饋

（圖片來源：電影《終結者2》劇照）

為了對環境、壓力以及自身損壞狀況進行感應，當前的機器人大都需要安裝一係列複雜、脆弱的傳感器係統，然而，不同傳感器的信號間容易相互幹擾，其柔性載體材料也相對脆弱……

不過最近，一篇發表在《科學》（Science）雜誌旗下的頂級機器人學子刊《科學·機器人學》（Science Robotics）上的研究，向糖心免费视频展示了一種革命性的新思路。

英國劍橋大學的科學家利用一種類似果凍的廉價凝膠材料，模擬皮膚的觸感能力，創造出一種知冷熱，會疼痛的“人造皮膚”。之後，為了驗證它的性能並收集必要參數，科學家們對其進行了一場涉及燒灼與切割的“殘酷”測試……

在被暴力拆解前，機器人請同伴幫忙關閉痛覺接收器

（圖片來源：電影《人工智能》劇照）

走仿生路線，不再堆砌傳感器

若要讓機器人真正走入糖心免费视频的生活，在保潔、育兒、搶險甚至醫治病患等領域發揮作用，防止機器人在作業中傷到人類、自己或其他財物，保障工作可以順利進行，糖心免费视频就必須給予機器人感知冷熱、壓力以及自身受損情況（疼痛）的能力。

過往的解決方案是根據需要，為機器人安裝一係列傳感器，如壓敏電阻、熱敏電阻或壓電材料等。這些材料可以將溫度或壓力轉換為電信號，但普遍存在精度和耐用性等方麵的問題，並且多傳感器的設計讓整個係統變得複雜而難以維護，各傳感器之間的信號還會相互幹擾，傳感器所嵌入的載體材料，如軟矽(guī)膠(jiāo)、橡(xiàng)膠(jiāo)等(děng)也(yě)都(dōu)相(xiāng)對(duì)脆(cuì)弱(ruò)，容(róng)易(yì)損(sǔn)壞(huài)。

為(wèi)此(cǐ)，科(kē)學(xué)家(jiā)換(huàn)了(le)一(yī)種(zhǒng)思(sī)路，“化(huà)繁(fán)為(wèi)簡(jiǎn)”，設(shè)計(jì)並(bìng)製(zhì)造(zào)了(le)一(yī)種(zhǒng)“多(duō)模(mó)態(tài)”（multi-modal）傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，它(tā)僅(jǐn)使(shǐ)用(yòng)單(dān)一(yī)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)就(jiù)能(néng)檢(jiǎn)測(cè)包(bāo)括(kuò)溫度、壓力以及受損情況在內的多種“刺激”。

“握手”之後，就要對這隻“人造手”進行“殘酷”的實驗了
（圖片來源：劍橋大學）

更易走向實用的人造肉，廉價且堅固！

為了滿足既定的要求，研究人員看上了一種天然蛋白質材料，明膠。它提取自動物組織，被廣泛用於製作果凍、膠囊，甚至是工藝品。以其為基礎製作而成的導電材料，價格低廉，易生產，堅固耐用，可塑性也強！

根據具體需要，科學家可以將這種“明膠基”材料製成不同的形狀。**在為其裝配上一種特殊的電極後，它可以通過數十萬條連接通路，將受到的各種壓力刺激都反饋為對應的“感覺”。**其工作模式類似於人類的觸覺！

暴力實驗，加速機器人“成長”

為了測試這種新材料好不好用，科學家們用它做了一個柔軟、有彈性又能導電的“人造手”。之後，他們為其裝配了多種電極配置，並對其進行了一係列帶有破(pò)壞(huài)性(xìng)質(zhì)的(de)測(cè)試(shì)，以(yǐ)尋(xún)找(zhǎo)最(zuì)優(yōu)的(de)配(pèi)置(zhì)方(fāng)案(àn)！具(jù)體(tǐ)的(de)“折(zhé)磨(mó)”包(bāo)括(kuò)，使(shǐ)用(yòng)熱(rè)風(fēng)槍(qiāng)猛(měng)吹(chuī)，用(yòng)手(shǒu)指(zhǐ)甚(shén)至(zhì)機(jī)械(xiè)臂(bì)猛戳，以及用手術刀切割……

最終，傷痕累累的“人造手”通過內嵌的超過86萬條導電通路為科學家們收集到170多萬條數據，其密集程度令人驚歎！

研究人員表示，將來可以在機器人本體加載相應的智能學習係統，再將收集到的數據“喂”給它。訓練完畢後，機器人就可以像人類一樣，通過“人造肉”受到的刺激來識別對應的觸感和損傷了！比如去“感受”自己是有些靠近熱源，還是已經被燙傷；自己是被輕輕推了一下，還是被什麽鋒利的東西切入了“皮膚”。

讓機器人精準識別自己是被碰了一下手，還是已經被烤糊，並不是一件容易的事

（圖片來源：劍橋大學）

對於自己的研究成果，研究人員自信滿滿。他們表示，雖然該項目所製造的“人造肉”還沒有達到人類皮膚的細膩感知水平，但它的運作方式靈活，易於製造，在許多任務領域都可以用人類觸覺的經驗進行校準，因此比當前所有其他的同類方案都要出色！

如果該研究的成果能夠投入應用，未來機器人在開展各領域的工作時必定會更加精確、高效，並且由於終於能與人類“感同身受”了，他們與人類間的協作也應當會更加和諧、融洽。

當一個個不知冷暖、軟硬的“鐵疙瘩”終於獲得細膩的觸覺，甚至可以感受糖心免费视频的觸碰與體溫，人類距離讓機器人真正地理解並安全融入糖心免费视频的生活似乎又近了一大步。

隻是在機器人越來越像糖心免费视频的同時，糖心免费视频距離被機器人威脅和取代的危機是不是也又迫近了一步呢？歡迎在評論區分享你的看法。

作者：宋世超

審核：陳世超 中國科學院自動化研究所 副研究員