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机器人的触觉可能和人类一样快 乌普萨拉大学开发人工触觉系统

盖世汽车 Elisha 2024-05-20 12:45:24
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盖世汽车讯 据外媒报道,乌普萨拉大学(Uppsala University)和卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institutet)探讨如何使假手和机器人像人手一样有触觉。该技术还可用于帮助中风患者恢复失去的功能。

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(图片来源:乌普萨拉大学)

乌普萨拉大学电气工程系讲师Zhibin Zhang表示:“举例来说,这种系统可以像蒙着眼睛的人一样通过感觉来快速确定它遇到的是什么类型的物体,并判断它是网球还是苹果。”

Zhang及其同事Libo Chen,以及乌普萨拉大学信号与系统部的研究人员密切合作进行了这项研究,其中信号与系统部的研究人员提供数据处理和机器学习专业知识。参与此项研究的还有卡罗林斯卡医学院神经老年病学部神经生物学、护理科学和社会学系的研究人员。

研究人员受神经科学启发开发出人造触觉系统,以模仿人类神经系统对触摸的反应方式。该系统使用电脉冲,通过与人类神经系统相同的方式来处理动态触觉信息。Zhang表示:“这项技术仿佛使假手变成携带者身体的一部分。”

该人工系统包括三个主要组成部分:可以通过触摸检测压力的带有传感器的电子皮肤、一组将模拟触摸信号转换为电脉冲的人造神经元,以及处理信号和识别物体的处理器。原则上,它可以学会识别无限数量的物体。在测试过程中,研究人员使用了22种不同的抓取物体和16种不同的触摸表面。研究负责人、助理教授Libo Chen表示:“我们也在探讨发展这个系统,让它也能感受到疼痛和热。它还应该能够感觉到手触摸的材料,比如是木头还是金属。”

据研究人员介绍,受益于触觉反馈,人类与机器人或假手之间的互动可以变得更安全、更自然。这些假肢还可以像人的手一样灵活地处理物体。Chen表示:“皮肤含有数百万个感受器。当前的电子皮肤技术无法提供足够的感受器,但这项技术使之成为可能。因此,我们希望为整个机器人生产人造皮肤。”

这项技术也可用于医学领域,例如监测由帕金森病和阿尔茨海默病引起的运动功能障碍,或者帮助患者在中风后恢复失去的功能。Zhang表示:“这项技术可以进一步发展,以判断病人是否即将摔倒。然后,这些信息可以用来刺激外部肌肉以防止跌倒,或者提示辅助设备接管并防止跌倒。”

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