库卡机器人穿上神经外骨骼迈向更真实的触觉体验

库卡机器人的触觉革命：科学家们为其“装上”了感应模块，让它变得能吃醋、喊疼，甚至还有人类的各种感觉。这个科幻场景正一步步地走向现实。

最近，一项重大突破性的研究在《科学》杂志上发表。这次研究是由斯坦福大学的鲍哲南教授、首尔大学的李泰宇教授以及南开大学徐文涛教授联合完成的。他们成功制造出了第一条柔性的人造感觉神经，并且通过它模拟了触觉。这一全新的人造神经系统是如何制造的？它将会给我们带来什么样的改变？作为这项研究的一部分核心工作人员，南开大学电子信息与光学工程学院的徐文涛接受了科技日报记者的采访。

为了实现让机器人像真人一样有感觉，这项工作非常关键，其中就包括人类精细而完善的情绪和物理感受。要想让机器人也有皮肤能力，最核心的问题就是设计一个与生物神经系统原理相似的，而且能够很好兼容生物神经信号的人造系统，同时还得具有很好的柔韧性。基于这样的设想，中美韩联合团队使用柔性有机材料来模拟SA-I触觉神经。

这次制造的人造神经系统借鉴了生物传入神经系统，由三大核心组件构成：触觉感受器、人造神经元和突触晶体管。其中，触觉感受器由一组压力传感器组成，它连接到一个作为人造神经元的环形振荡器上；一系列传感器负责感知压力信号，并根据这些信号产生电压变化；之后，环形振荡器将电压变化转换成电脉冲；最后，突触晶体管输出这些电脉冲，从而形成了一条完整反射弧。

早在三年前，他们已经成功制作出了一款可以响应压力变化并向细胞发送信号的人造皮肤。而现在，他们已经能够更进一层，不仅能识别方向，还能识别盲文字符。“这是因为对应于6个不同的盲文字符，我们用一定像素作用于对应六个不同位置上的6个压力传感器。”徐文涛解释道，“然后利用对应环形振荡器实现信号转换，以及多个突触晶体管获得突后电流波形，以此实现盲文字符识别。”

他们还将这种人工感觉合成了蟑螂腿运动中的运动反射弧，使得蟑螂腿通过电流变化进行弹跳反射运动。在实验中，该类型的人工感觉不仅模拟了人类皮肤觅摸功能，还与生物体内智能良好兼容。值得注意的是，这种新型突击晶片比硅基晶片更加灵活，更适用于舒适假肢或可穿戴电子设备。此外，这种新型晶片结构简单，可以轻易调节性能，因此非常适合集成更多复杂功能，如控制假肢或软机械手臂移动以处理来自环境信息并如动物或人类一般行动，在极端环境下替代真正生命形式。

目前该技术还不能探测更复杂的手势或者温度等其他物理刺激，但这正是未来研究重点和方向。