机器人界面掌握柔软的触感

人们可能认为柔软度是理所当然的，但它在许多行为和互动中发挥着至关重要的作用——从判断鳄梨的成熟度到进行医疗检查，或者握住亲人的手。但理解和再现柔软感知是具有挑战性的，因为它涉及如此多的感觉和认知过程。

机器人研究人员试图用触觉设备来解决这一挑战，但之前的尝试并没有区分柔软度感知的两个主要要素：皮肤线索(来自指尖皮肤的感觉反馈)和动觉线索(关于施加在手指上的力大小的反馈)。指关节)。

“如果你用指尖按压棉花糖，很容易看出它是软的。但如果你将一块硬饼干放在棉花糖上面并再次按压，你仍然可以看出软棉花糖在下面，即使你的指尖正在接触坚硬的表面，”博士MustafaMete解释道。工程学院可重构机器人实验室的学生。“我们想看看是否可以创建一个可以做同样事情的机器人平台。”

JamiePaik领导的RRL凭借SORI(柔和度渲染接口)实现了这一目标。通过解耦皮肤和动觉线索，SORI忠实地再现了一系列真实材料的柔软度，填补了机器人领域的空白，并实现了从深海探索到机器人辅助手术等许多柔软感觉至关重要的应用。

我们对柔软的感觉各有不同

梅特解释说，神经科学和心理学研究表明，皮肤线索很大程度上取决于皮肤与表面的接触程度，这通常部分与物体的变形有关。换句话说，包围指尖面积更大的表面会让人感觉更柔软。但由于人类指尖的大小和硬度差异很大，一根手指可能比另一根手指与特定表面的接触更多。

“我们意识到，由于我们的手指形状不同，我感受到的柔软度可能与您感受到的柔软度不同。因此，在我们的研究中，我们首先必须开发指尖及其接触表面的几何形状参数，以便来估计指尖的柔软度线索，”梅特解释道。然后，研究人员从一系列不同材料中提取柔软度参数，并将两组参数映射到SORI设备上。

SORI以RRL的商标折纸机器人研究为基础，该研究推动了可重构环境和触觉操纵杆的衍生产品，SORI配备了电机驱动的折纸关节，可以调节以变得更硬或更柔软。位于关节顶部的是一层带凹痕的硅胶膜。气流使薄膜不同程度地膨胀，以包围位于其中心的指尖。

凭借这种动觉和皮肤功能的新颖分离，SORI通过对两名人类志愿者进行的多次实验，成功地再现了一系列材料的柔软度，包括牛肉、鲑鱼和棉花糖。它还模仿具有柔软和坚硬属性的材料(例如棉花糖上的饼干，或皮革装订的书)。在一项虚拟实验中，SORI甚至重现了心脏跳动的感觉，以证明其在渲染软材料运动方面的功效。

因此，医学是该技术潜在应用的主要领域;例如，训练医学生检测癌性肿瘤，或者为使用机器人执行手术的外科医生提供重要的感官反馈。

其他应用包括机器人辅助的太空或深海探索，该设备可以使科学家从远程位置感受到所发现物体的柔软度。SORI也是机器人辅助农业中最大挑战之一的潜在答案：在不压碎的情况下收获嫩水果和蔬菜。

“这并不是为了充当机器人的柔软度传感器，而是为了以数字方式传输‘触摸’的感觉，就像发送照片或音乐一样，”梅特说。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！