機(jī)器人在日常生活中無(wú)處不在，尤其是新冠肺炎爆發(fā)期間，機(jī)器人在無(wú)接觸配送、紫外線消毒以及防疫應(yīng)急處理和輔助作業(yè)等方面，都扮演了重要角色，也讓人們看到機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的潛力無(wú)限。

香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系申亞京教授課題組、香港大學(xué)計(jì)算機(jī)系潘佳教授課題組及其合作者，共同提出了一種基于磁性薄膜、類人類皮膚功能的觸覺傳感器，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人觸覺傳感器的自解耦和超分辨率，為仿人類皮膚的觸覺感知提供了新的思路，也再一次刷新了我們對(duì)機(jī)器人的新認(rèn)知。

作為人類最大的器官，皮膚可以感知力的大小和方向，幫助人類完成非常精巧和復(fù)雜的任務(wù)，比如抓取易碎物品，進(jìn)行靈巧操作，但現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人觸覺傳感器與人類皮膚相比還存在較大差距。

相關(guān)成果以 “Soft magnetic skin for super-resolution tactile sensing with force self-decoupling” 為題，于近日發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》（Science Robotics）上。這一研究將幫助機(jī)器人更好地完成自適應(yīng)抓取、靈巧操作，可用于人機(jī)交互，模式識(shí)別等重要領(lǐng)域，賦予機(jī)器人靈巧操作日常物品的能力，提高人機(jī)交互的安全性。”

觸覺傳感器適用于機(jī)器人中模仿觸覺功能的傳感器，可以賦予機(jī)器人通過接觸來感知外部環(huán)境并與之交互的能力，在機(jī)器人靈巧操作、人機(jī)共融、模式識(shí)別等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和各種有機(jī)材料的出現(xiàn)，科學(xué)家已經(jīng)提出了多種多樣的觸覺傳感器的研制方案，近年來，由于磁性材料可以對(duì)變化磁場(chǎng)作出快速響應(yīng)的特性，已經(jīng)機(jī)器人領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用。

去年 11 月，由申亞京教授課題組、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（SIAT）領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，通過使用一種名為 M-spray 的復(fù)合膠狀磁性噴霧劑（composited glue-like magnetic spray），成功開發(fā)出一種制造毫米級(jí)機(jī)器人（Millirobots）的簡(jiǎn)單方法。只需要將類似膠水的磁性噴霧劑噴在物體表面，就可以快速制造出一種運(yùn)動(dòng)可控且靈活的毫米級(jí)機(jī)器人。利用這種方法，在磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，被涂抹后的物體可以在不同表面上爬行、行走或滾動(dòng)，成功在兔胃內(nèi)實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)位置釋放藥物。

在本次研究中，研究人員也同樣使用了一種磁性材料，擁有可編程性，可遠(yuǎn)程操控性等優(yōu)點(diǎn)，在微型機(jī)器人中應(yīng)用十分廣泛，可用于體內(nèi)藥物遞送，血管舒通等重要領(lǐng)域。針對(duì)磁膜的特性設(shè)計(jì)深度學(xué)習(xí)方法，將其超分辨率提高到了 60 倍，達(dá)到了與人類皮膚的超分辨率（約 40 倍）可比的程度。這對(duì)未來把人工皮膚覆蓋于機(jī)器人全身，使機(jī)器人擁有和人類一樣的全身觸覺感知能力至關(guān)重要。”

隨著該研究的發(fā)展，機(jī)器人表面觸覺將獲得新一輪提高，或許，工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人等也將隨著觸覺感知的發(fā)展迎來新的可能。

原文標(biāo)題：新型磁性觸覺皮膚，機(jī)器人可穿針引線夾雞蛋，觸覺傳感器的新機(jī)遇

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責(zé)任編輯：haq