與機器人握手，為何那么難？

嬰兒1周歲就可以抓鬮了，但讓一個機器人學會抓握，卻是上百篇論文都講不清楚的事?？茖W家告訴我們，比起下棋像人、說話像人、走路像人，讓機器人拿起一只氣球或端起一只玻璃杯，是更難辦的事?！?0年前，我們?nèi)镉芯湓挘骸灰鷻C器人握手’?！北本├砉ご髮W柔性電子器件與智造研究所所長沈國震說：“過去機器人沒有觸覺，無法控制力道，與人握手不懂得什么時候松開手，一不小心可能會把人手部的骨頭捏碎。”

沈國震的話道出機器人研究的一大癥結(jié)——機器人身上少了一樣人類器官，而且是最大的那個：皮膚。沒有皮膚，機器人就難以擁有發(fā)達的觸覺，電影史上經(jīng)典的機器人形象之一“剪刀手愛德華”，一不小心就發(fā)力傷人的場景，在今日機器人實驗室里仍不鮮見。

觸覺，是多種感知信息的“合體”：接觸的位置，接觸力的大小和方向，接觸物（甚至未接觸物）的溫度，紋理、硬度……我們的皮膚可以極其精妙地捕捉這些信息的蛛絲馬跡并傳遞給大腦。那么，給機器人加一身皮膚怎么樣？

電子皮膚已經(jīng)成為今日機器人學重要的研究領(lǐng)域。機器人借助電子皮膚擁有觸覺后，就能更充分、精準地讀取環(huán)境中的壓力信號，行動也就更為靈活有效。人的皮膚由表皮、真皮、皮下組織構(gòu)成，電子皮膚也是類似的“三明治”結(jié)構(gòu)，由電極材料、活性材料、柔性襯底組成。

開發(fā)一款電子皮膚，首先要解決的是材料“柔”的問題。能作為皮膚的材料必須是柔性、可拉伸，而不是剛硬、易脆裂的。

開發(fā)電子皮膚，還得在感知功能上下功夫。傳感是機器感知環(huán)境的基礎(chǔ)，分辨手里拿的究竟是一顆桃子還是一顆雞蛋，無不需要傳感器來判斷。

實際上，電子皮膚不只是機器人的下一代裝備，我們?nèi)祟愖约阂病爸档脫碛小薄?/p>

虛擬現(xiàn)實技術(shù)方興未艾的今天，電子皮膚可能是人類漫游元宇宙的重要助力。在虛擬世界中，電子皮膚能最大限度地還原觸覺，不僅使人能近乎真實地“摸”到虛擬物體，甚至能還原清風、水流、火焰帶給人們的感覺，極大提升沉浸感和真實感。

此外，電子皮膚可使燒傷燙傷患者、截肢患者重獲觸覺，繼續(xù)享受美好生活。

對于身心健全的普通人而言，電子皮膚與人體直接接觸，憑借高精度傳感器可以直接測量我們身體數(shù)據(jù)，比如，心率、體溫、血糖、血壓的實時情況，相當于精密程度躍升的“健康手環(huán)”。目前這類技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品也將逐步進入市場。

其實，科學家還有更大膽的想法——能不能將智能手機的功能融入電子皮膚？如果電子皮膚的傳感器足夠敏銳、電路暢通且性能穩(wěn)定，通過“點擊”電子皮膚的不同位置來收發(fā)消息、接撥電話，是不是也順理成章？也許到那時，我們真的就可以丟下手機，輕裝出門了。

（摘自《半月談》 張漫子/文）

責編：伍芳芳

一審：伍芳芳

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