意大利理工學(xué)院的科學(xué)家最近成功為其類人機(jī)器人（指整體外觀與人類相似，能與人類使用的工具或所處的環(huán)境溝通協(xié)調(diào)的機(jī)器人）iCub設(shè)計(jì)出了首款有觸感的皮膚,。這種新型機(jī)器人皮膚包含有柔性壓力傳感器,，不僅可讓機(jī)器人看上去更加真實(shí)美麗，也能讓機(jī)器人更好地同人類世界“親密接觸”,。
據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)絡(luò)版報(bào)道,，新型機(jī)器人皮膚由三角形的柔性印刷電路板組成，其可充當(dāng)傳感器,，覆蓋了iCub機(jī)器人身體的大部分,。每個(gè)三角形柔性印刷電路板的邊長(zhǎng)為3厘米，并包含12個(gè)電容銅觸點(diǎn),。電路板和人造彈力纖維萊卡之間放置了一層硅橡膠層,，外層萊卡攜帶著金屬接觸點(diǎn)同電路板上的電容銅觸點(diǎn)相接觸。萊卡層和柔性印刷電路板正反兩面都包含有能夠感應(yīng)壓力的電容器,。經(jīng)測(cè)試,，這種機(jī)器人皮膚的每個(gè)柔性印刷電路板可感應(yīng)到1克物體產(chǎn)生的壓力，同時(shí),，它也包含基于半導(dǎo)體的溫度傳感器,。
由歐盟資助完成的類人機(jī)器人iCub的身形大小類似于一個(gè)三歲半兒童，科學(xué)家研制iCub主要是用于調(diào)查人的認(rèn)知能力以及了解手臂,、肌肉,、肌腱等如何提升人的智力發(fā)展。iCub的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是公開的,，在歐洲,，有15個(gè)實(shí)驗(yàn)室“克隆”出了自己的iCub版本。這種新型機(jī)器人皮膚從5月開始正式“派送”給全歐洲相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室,。
意大利理工學(xué)院的機(jī)器人專家喬治歐·梅塔表示,，研制類人機(jī)器人的原因之一是讓它們同人類密切合作。但是,，只有當(dāng)機(jī)器人有了觸感才能做到這一點(diǎn),。讓類人機(jī)器人擁有皮膚，以獲得觸感,，一直是機(jī)器人研發(fā)工作面臨的巨大挑戰(zhàn),，迄今為止也是一個(gè)空白點(diǎn),。機(jī)器人皮膚需要滿足很多條件，比如要有彈性,、能夠覆蓋機(jī)器人身體較大的表面積,、皮膚表面能夠感應(yīng)到輕微的接觸等等，其中有些要求還相互沖突,，也無形中增加了機(jī)器人皮膚研制的難度,。
機(jī)器人專家嘗試了很多種方法來制造感應(yīng)皮膚。較早之前,，日本科學(xué)家在大阪大學(xué)的仿生兒童機(jī)器人CB2擁有由硅制成的皮膚,，皮膚上放置了幾百個(gè)傳感器來幫助其獲得觸感。隨后,，正如英國影子機(jī)器人公司的李察·沃克所說的,，各式各樣的感應(yīng)方式層出不窮，但都需要進(jìn)行驗(yàn)證,。
意大利理工學(xué)院的研究小組下一步計(jì)劃向研制出來的皮膚添加一層壓電聚合物——聚偏氟乙烯（PVDF）。當(dāng)電容傳感器測(cè)試絕對(duì)壓力時(shí),，聚偏氟乙烯產(chǎn)生的電壓可以反映壓力變化的頻率,，因此，如果機(jī)器人沿著某個(gè)表面移動(dòng)手指,，摩擦產(chǎn)生的震動(dòng)就會(huì)告訴機(jī)器人它所接觸的表面是由什么物質(zhì)組成,，機(jī)器人接下來就會(huì)知道接觸這個(gè)表面需要用多大力量,，比如,，握緊一個(gè)光滑的瓷杯需要多大的力。
英國高科技公司Peratech的首席執(zhí)行官菲利普·泰森對(duì)基于電容的感應(yīng)皮膚并不感冒,，他表示,，如果重復(fù)使用的話，其感應(yīng)能力可能會(huì)越變?cè)饺?，直至消失,。Peratech的解決方案是使用名為量子隧道合成物（QTC）的具有彈性的物質(zhì)。這是一種兼具彈性和導(dǎo)電功能的低成本材料,。機(jī)器人穿上這種皮膚后,，通過身體上的諸多傳感器，就能夠感知到與人接觸時(shí)該用多大的力,。
美國麻省理工學(xué)院的研究人員也于今年3月份宣布,，他們使用QCT材料，成功研制出了能使機(jī)器人產(chǎn)生觸覺的“電子皮膚”,。依靠這種“電子皮膚”,，機(jī)器人不僅能感知到物體的地點(diǎn)和方位,，還能獲得物體的硬度等信息。
據(jù)介紹,，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，可被加工成各種形狀，能像衣服一樣附著在設(shè)備表面,。此外,，借助XY掃描技術(shù)，使用QCT技術(shù)的機(jī)器人還能獲得不同區(qū)域（如前臂,、肩部和軀干）的綜合知覺信息,。QCT技術(shù)已先期在美國宇航局的機(jī)器宇航員（Robonaut）項(xiàng)目上獲得了應(yīng)用，其先進(jìn)的傳感技術(shù)和機(jī)械臂在世界均屬領(lǐng)先,。研究人員下一步的目標(biāo)是讓機(jī)器人具有與人類更為接近的觸覺并增強(qiáng)其與人類的互動(dòng)能力,。
美國麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的亞當(dāng)·惠頓表示，無論最終何種新興技術(shù)將脫穎而出,，具有觸覺的機(jī)器人皮膚能夠幫助我們更好地同未來的類人機(jī)器人溝通,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
New Scientist Magazine issue 2756.
Robots with skin enter our touchy-feely world
Paul Marks
BEAUTY may be only skin deep, but for humanoid robots a fleshy covering is about more than mere aesthetics, it could be essential to making them socially acceptable. A touch-sensitive coating could prevent such machines from accidentally injuring anybody within their reach.
In May, a team at the Italian Institute of Technology (IIT) in Genoa will dispatch to labs across Europe the first pieces of touch-sensing skin designed for their nascent humanoid robot, the iCub. The skin IIT and its partners have developed contains flexible pressure sensors that aim to put robots in touch with the world.
"Skin has been one of the big missing technologies for humanoid robots," says roboticist Giorgio Metta at IIT. One goal of making robots in a humanoid form is to let them interact closely with people. But that will only be possible if a robot is fully aware of what its powerful motorised limbs are in contact with....
