【機器人可以有觸覺嗎】科學家研製出「有史以來最聰明皮膚」,未來機器手將能為病人開刀!


人類很容易將觸覺視為理所當然,我們觸摸鍵盤打字、蹲下用雙手繫鞋帶等等,如果我們沒有觸覺,這些簡單的任務就會變得更加複雜,而這就是機器人遭遇的難題,因為過去科學家並沒有把「觸覺」複製到機器人身上。

研究人員打造出「有史以來最聰明的皮膚」

不過,日前新加坡國立大學(NUS)的研究人員,研發出一種讓機器人也能擁有觸覺的解決方案,也就是將「人造皮膚」與「神經型態(Neuromorphic)的大腦」配對。該系統由電子皮膚專家助理教授 Benjamin Tee 和 AI 專家 Harold Soh 領導的團隊共同開發,最後他們成功打造出一個結合了「觸覺」和「視覺」的機器人感知系統。

該團隊研究出來的「人造皮膚」檢測到觸摸的速度是人類感覺神經的 1000 倍,而且可以在 10 毫秒內準確辨識物體的形狀、質地、硬度等,其速度比眨眼快上 10 倍,Tee 形容,「這是有史以來最聰明的皮膚」。

不過,這樣還不夠為機器人帶來觸覺,AI 專家 Harold Soh 指出,它還需要一個可以學習的人工大腦,以便完成最終目標:透過感知、學習並且解決現實中遇到的難題。

研究人員使用英特爾(Intel)的自我學習神經型態研究測試晶片「Loihi」打造了該系統的人工大腦。Loihi 能處理受到人類神經元啟發的人工脈衝神經網路(Spiking Neural Networks,SNNs)數據,總共包含約 130,000 個神經元,每個均可與數千個其他神經元相互通訊。

Tee 指出:「人類非常擅長快速、高效地傳輸大量資訊並且進行計算,例如:當原本握著的東西從手中滑落時,人類會立刻進行更強力的抓握,或者傾身抓住物品不讓它落地,這是我們能在毫秒內完成的工作。」

有了觸覺+視覺,「機器人手術」將實現!

在對該系統的初步測試中,研究人員將人造皮膚應用在機器人之手,並讓其讀取「盲文」(Braille),系統將皮膚收集到的訊號發送到 Loihi 晶片,晶片再將這些數據轉換為語義,對盲文字母進行分類時,達到 92% 的精準度,其功耗亦比標準馮紐曼處理器低了 20 倍。

當研究人員在系統中增加了一個攝影鏡頭,並且訓練機器人對裝有不同量的液體的容器進行分類時,Loihi 處理此數據的速度比性能最好的 GPU 快 21%,而功耗降低了 45 倍。

研究人員指出,這個機器人系統將可用於處理工廠/倉庫中的物品,預期能輕鬆適應工廠生產的產品的變化,因為它們可以使用觸覺來辨識或抓握不熟悉的物體,並使用適量的壓力來防止物品掉落。

研究人員也表示,最終此種具有觸覺感知的機器人,將可以協助支援手術室內的工作,Tee 指出,「50 年,我真的認為我們將擁有能夠自動執行某些手術的手術機器人,因為它們擁有觸感。」

參考資料來源:TNWIntel

(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:National University of Singapore (NUS))

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