为了让机器人知道疼！科学家发明了带“神经”的人造肉-新闻中心-平台-全球领先人工智能嵌入式开发平台

【导语】英国剑桥大学科学家另辟蹊径，以廉价明胶基材料制成“多模态”传感器，打造出成本低、结实耐用的机器人“皮肤”。经暴力测试，该“皮肤”收集大量数据，未来或让机器人精准感知冷热、压力与损伤，实现更和谐的人机协作，但人机关系新挑战也悄然浮现。

一种具备高敏感度且成本低、结实耐用的机器人“皮肤”，可以像戴手套一样添加给机器人

（图片来源：剑桥大学）

小时候打针，你有没有抱怨过：“太疼了！我要是像机器人一样没有痛觉就太好啦？”然而事实上，能感觉到疼痛，不管是对于动物还是机器人都至关重要。这一点在许多涉及机器人的科幻影视作品中也都有强调！

即(jí)便(biàn)是(shì)战(zhàn)斗(dòu)型(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)也(yě)需(xū)要(yào)接(jiē)收(shōu)“痛(tòng)觉(jué)”反(fǎn)馈(kuì)

（图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：电(diàn)影(yǐng)《终(zhōng)结(jié)者(zhě)2》剧(jù)照(zhào)）

为(wèi)了(le)对(duì)环(huán)境(jìng)、压(yā)力(lì)以(yǐ)及(jí)自(zì)身(shēn)损(sǔn)坏(huài)状(zhuàng)况(kuàng)进(jìn)行(xíng)感(gǎn)应(yīng)，当(dāng)前(qián)的(de)机(jī)器(qì)人大都需要安装一系列复杂、脆弱的传感器系统，然而，不同传感器的信号间容易相互干扰，其柔性载体材料也相对脆弱……

不过最近，一篇发表在《科学》（Science）杂志旗下的顶级机器人学子刊《科学·机器人学》（Science Robotics）上的研究，向我们展示了一种革命性的新思路。

英国剑桥大学的科学家利用一种类似果冻的廉价凝胶材料，模拟皮肤的触感能力，创造出一种知冷热，会疼痛的“人造皮肤”。之后，为了验证它的性能并收集必要参数，科学家们对其进行了一场涉及烧灼与切割的“残酷”测试……

在被暴力拆解前，机器人请同伴帮忙关闭痛觉接收器

（图片来源：电影《人工智能》剧照）

走仿生路线，不再堆砌传感器

若要让机器人真正走入我们的生活，在保洁、育儿、抢险甚(shén)至(zhì)医(yī)治(zhì)病(bìng)患(huàn)等(děng)领(lǐng)域发(fā)挥(huī)作(zuò)用(yòng)，防(fáng)止(zhǐ)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)作(zuò)业(yè)中(zhōng)伤(shāng)到(dào)人(rén)类(lèi)、自(zì)己(jǐ)或(huò)其(qí)他(tā)财(cái)物(wù)，保(bǎo)障(zhàng)工(gōng)作(zuò)可(kě)以顺利进行，我们就必须给予机器人感知冷热、压力以及自身受损情况（疼痛）的能力。

过往的解决方案是根据需要，为机器人安装一系列传感器，如压敏电阻、热敏电阻或压电材料等。这些材料可以将温度或压力转换为电信号，但普遍存在精度和耐用性等方面的问题，并且多传感器的设计让整个系统变得复杂而难以维护，各传感器之间的信号还会相互干扰，传感器所嵌入的载体材料，如软硅胶、橡胶等也都相对脆弱，容易损坏。

为此，科学家换了一种思路，“化繁为简”，设计并制造了一种“多模态”（multi-modal）传感器，它仅使用单一传感器就能检测包括温度、压力以及受损情况在内的多种“刺激”。

“握手”之后，就要对这只“人造手”进行“残酷”的(de)实(shí)验了
（图片来源：剑桥大学）

更易走向实用的人造肉，廉价且坚固！

为了满足既定的要求，研究人员看上了一种天然蛋白质材料，明胶。它提取自动物组织，被广泛用于制作果冻、胶囊，甚至是工艺品。以其为基础制作而成的导电材料，价格低廉，易生产，坚固耐用，可塑性也强！

根据具体需要，科学家可以将这种“明胶基”材料制成不同的形状。**在为其装配上一种特殊的电极后，它可以通过数十万条连接通路，将受到的各种压力刺激都反馈为对应的“感觉”。**其工作模式类似于人类的触觉！

暴(bào)力(lì)实(shí)验(yàn)，加(jiā)速(sù)机(jī)器(qì)人“成长”

为了测试这种新材料好不好用，科学家们用它做了一个柔软、有弹性又能导电的“人造手”。之后，他们为其装配了多种电极配置，并对其进行了一系列带有破坏性质的测试，以寻找最优的配置方案！具体的“折磨”包括，使用热风枪猛吹，用手指甚至机械臂猛戳，以及用手术刀切割……

最终，伤痕累累的“人造手”通过内嵌的超过86万条导电通路为科学家们收集到170多万条数据，其密集程度令人惊叹！

研究人员表示，将来可以在机器人本体加载相应的智能学习系统，再将收集到的数据“喂”给它。训练完毕后，机器人就可以像人类一样，通(tōng)过(guò)“人(rén)造(zào)肉(ròu)”受(shòu)到(dào)的(de)刺(cì)激(jī)来(lái)识(shi)别(bié)对(duì)应(yīng)的(de)触(chù)感(gǎn)和(hé)损(sǔn)伤(shāng)了(le)！比(bǐ)如(rú)去(qù)“感(gǎn)受(shòu)”自(zì)己(jǐ)是(shì)有(yǒu)些(xiē)靠(kào)近(jìn)热(rè)源(yuán)，还(hái)是(shì)已(yǐ)经(jīng)被(bèi)烫(tàng)伤(shāng)；自(zì)己(jǐ)是(shì)被(bèi)轻(qīng)轻(qīng)推(tuī)了(le)一(yī)下(xià)，还(hái)是(shì)被什么锋利的东西切入了“皮肤”。