研究人員打造出具有觸摸感的機(jī)器人皮膚

新加坡國立大學(xué)(NUS)的研究人員使用英特爾的神經(jīng)形態(tài)芯片Loihi開發(fā)了一種人造皮膚，該皮膚可以使機(jī)器人檢測觸摸的速度比人類感覺神經(jīng)系統(tǒng)快1000倍。該系統(tǒng)還可以識別物體的形狀，質(zhì)地和硬度，比眨眼快十倍。研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)工作可以改善人機(jī)交互，從而使諸如護(hù)理機(jī)器人和自動機(jī)器人手術(shù)等工作變得更加可行。

NUS團(tuán)隊(duì)首先教了一個裝有人造皮膚的機(jī)械手來閱讀盲文。機(jī)械手將觸覺數(shù)據(jù)傳遞給Loihi，由Loihi進(jìn)行翻譯。Loihi的準(zhǔn)確率超過92%，并且功耗比標(biāo)準(zhǔn)Von Neumann處理器低20倍。

然后，研究人員將觸覺和視覺數(shù)據(jù)結(jié)合在一起。他們教機(jī)械手使用人造皮膚和基于事件的相機(jī)對容器進(jìn)行分類。他們將數(shù)據(jù)發(fā)送到GPU和Loihi，并演示了通過尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將基于事件的視覺和觸摸相結(jié)合，使該系統(tǒng)比單獨(dú)使用視覺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提高了10%。

他們還發(fā)現(xiàn)，Loihi處理傳感數(shù)據(jù)的速度比性能最佳的GPU高21%，而功耗卻降低了45倍。研究人員在本周的《機(jī)器人技術(shù)：科學(xué)與系統(tǒng)》中介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

在過去的十年中，機(jī)械手已經(jīng)走了很長一段路，并且抓爪正變得越來越聰明和精致。盡管某些機(jī)器人能夠完成諸如通過觸摸對塑料和紙張回收進(jìn)行分類的任務(wù)，但機(jī)器人技術(shù)的下一個障礙將是觸摸和視覺的結(jié)合，這將使NUS的研究令人鼓舞。

國大計算機(jī)學(xué)院助理教授哈羅德·蘇(Harold Soh)說：“我們對這些結(jié)果感到興奮。”“他們表明，神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)是組合多個傳感器以改善機(jī)器人感知力的有希望的難題。這是朝著構(gòu)建能效高，功能強(qiáng)大的機(jī)器人邁出的一步，該機(jī)器人可以在意外情況下快速而適當(dāng)?shù)刈龀鲰憫?yīng)。