高級機器人的最大優勢：讓人類遠離危險的環境

2019-03-05 08:44:18來源：網易智能

我只是一個嬰兒，這是我第一次探索世界，我戴著電腦控制的手套，伸手去追一個小玩具籃球，一只機械手臂和我的手做同樣的動作，模仿我的每一個動作，慢慢地，我抓住了那個東西，舉起它，慢慢轉過身，一松手把球扔進了地上的一個塑料杯里。

我覺得自己真是太棒了，我為自己感到非常、非常自豪，掌聲從我面前的電腦里爆發出來，但這不是美國人在舊金山的掌聲，這是英國人發出的掌聲，機械手臂和球實際上位于倫敦，我剛剛在大西洋彼岸對著一些電腦硬件發號施令，而幫助我完成這一壯舉的工具是一只Shadow Hand，這也許是地球上最復雜的機械手臂。

它的每一個指尖上都有一個傳感器，可以讓機器人獲得感知，然后這種感知通過特殊管道傳到我的觸覺手套里，如果我只是用Shadow Hand去觸碰一個球，我只會有一些微妙的感覺，當我握住球時，這種感覺變得異常強烈，令人驚訝的是，盡管系統是通過我旁邊桌子上的4G手機運行的，我的動作和機器人之間幾乎沒有延遲，戴上手套，我感覺我好像真的就處在倫敦，但實際上并非如此，我對于球的感覺也是似是而非，因為我得到的只是感覺的再現，這些輕柔的刺激就像一群小精靈在指尖跳舞。

這就是奇異怪誕又令人難以置信的遙控機器人技術前沿：遠程控制機器人，簡單的觸覺技術已經運用在了外科手術和拆彈機器人中，操作人員主要是用它來發出觸碰的信號，但與這種豐富、精細的機器人觸覺相比，簡單的觸覺技術就顯得比較蒼白無力。

這個全新的系統由三個不同的團隊合作研發，每個團隊都有各自的研究領域：帶有觸覺的手套由HaptX設計，機械手臂則來自英國Shadow Robot公司，配備了SynTouch的指尖傳感系統。

首先，Shadow Hand看起來有點像終結者的手，只是沒有金屬罷了。它的目的是準確地復制人類手臂的運動。Shadow robot公司的總經理里奇·沃克說:“我們暫時還沒有研發出這種機器人的手掌彎曲、拇指根部移動、關節處皮膚等一些微妙的細節。”盡管如此，這類項目的一個真正受益的好處就是，團隊能找出目前研發的不足，并且探究出新方法。

Shadow Hand的每根手指頂端都附有24個電極，電極的頂端是一層硅質的材料。當SynTouch被注入生理鹽水時，它會在模擬和電極之間形成一片水流，用于對指尖施加壓力，這樣電極就能檢測到鹽水中電阻的變化，從而使手指能夠精確地感知觸覺。

當我戴上手套時，我就好像被推入一個一開始會讓人迷失方向的世界。這個世界的視角是由兩個并排放在屏幕上的攝像機鏡頭組成的。其中一個被放大并面對著我的手臂;另一個位于桌子上，仔細地觀察著我正在操縱的物體。雖然這不是正常人類看世界的方式---我們習慣直接低頭看自己的手，但現在我已經習慣了觀察被攝像機縮小后的世界，將手伸向某一個物體，然后在幾乎接觸到物體時又將視線切換到桌面攝像頭。

一旦你掌握了這一視角，你就會感覺你的手臂好像已經真的跨過了大西洋。HaptX’s telerobotics項目負責人、研發中心負責人邁克爾·埃切繆勒(Michael Eichermueller)說：“輕輕的觸動會引發傳感器的局部膨脹，這樣就能取代用戶指尖的皮膚。如果手指完全觸摸球體的話，就能觸發一個完全的壓力膨脹，從而激活觸覺并反饋給骨骼，同時壓迫皮膚，達到限制手指在球體邊緣的運動的效果。這種限制讓人們覺得自己的手指在觸摸球體，而實際上我們手里什么都沒有。”

但這不是我們所習慣的觸覺。觸覺振動對手機和游戲控制器來說都是很好的技術運用，然而這些設備運用觸覺技術并不是為了再現某一物體。只有在人們接收短信或者遇到游戲過程中爆炸的場面時，才能真正體會到這一技術帶來的改變。

重現人類的觸覺需要非常微妙的技巧：你可以用手指輕撫物體表面來感知它的質地，或者擠壓物體來確定它的柔軟度。HaptX的創始人兼首席執行官杰克?魯賓(Jake Rubin)表示：“人類潛意識里會利用許多微妙的線索，比如利用物體對皮膚施加的壓力或作用力來操縱物體并執行一些更具技巧性的任務。”

雖然這項技術還處于早期階段，但它與高級機器人的最大優勢之一相吻合：讓人類遠離危險的環境。雖然Shadow Hand并不能完美模擬人類的手，但它確實是一項令人意想不到的突破。這也許就是高度靈巧的機械手臂發展的起點，也許有一天，我們可以把機器人送到棘手的環境中，遠程操控它們，讓它們作成為我們自己的化身。

SynTouch的聯合創始人兼首席技術官杰里米?菲舍爾(Jeremy Fishel)表示，沒有觸控功能的機器人只能運用在完全已知的熟悉環境中，要么只能被迫緩慢移動，以便工作人員在事態惡化之前及時解決問題。而觸覺重現就解決了這些問題。

有這樣一個奇怪的問題：機器人應該發出疼痛的信號嗎?畢竟，疼痛能阻止我們用身體受到傷害。如果你正在操作一個造假昂貴的機器人，你可能還想知道你的操作是否會讓機器人受到傷害。實際上研究人員正在研究假肢的這一特性，科學家需要做的第一步就是讓沒有感知能力的無生命機器人體驗“疼痛”，以及研究機器人如何與截肢者進行交流。

再提一個更奇怪的問題：也許有一天我們會陷入這樣一個尷尬的境地---機器人觸摸技術的發展遇到瓶頸。南加州大學專攻機器人觸覺技術的專家希瑟·卡伯特森(Heather Culbertson)說:“我相信，與生物之間的真實接觸相比，機器人觸覺技術的難堪之處就體現出來了。”

所以，讓機器人像人類那樣觸摸物體是一件本身就很奇怪的事情，而且事態只會發展得更奇怪，我們都是嬰兒，正在重新探索世界。

(選自：Wired原作者：Matt Simon編譯：網易智能參與：Yuki)

【網易智能訊3月4日消息】

標簽：高級機器人人類危險環境