给机器人穿上“毛衣”，他就能感知这个世界！

2023-05-29 18:25

机器人换装一个皮肤，就可以让机器人感受到外界环境，这就是新诞生的机器人“毛衣”，内含的众多压力传感器，可以让机器人第一时间知道接触面的挤压程度。

这款RobotSweater由卡内基梅隆大学机器人研究所的研究团队开发，并将它穿在了一个机械臂上演示，这种针织毛衣可以将任何种类的纱线变成任何尺寸或形状的袜子、帽子或毛衣一样，RobotSweater的针织面料也可以定制以适应不平坦的三维表面，更有利于他与人类或者其他外界物品交互。

该产品由卡内基梅隆大学机器人研究所开发，研发团队的重要成员之一，机器人学助理教授刘教授向我们介绍说：“我们可以利用它让机器人在与人类互动时变得更聪明，如果可以使用RobotSweater将机器人的整个身体都覆盖上电子皮肤，这样机器人就可以检测到任何可能的碰撞。”

据悉，该多层触觉皮肤采用成熟的纺织制造工艺和可编程工业针织机制造而成，并在平坦试验台和曲面上安装自主研发的传感器，已经在多次测试中表现出不俗的接触检测、多接触定位和压力传感能力，这种工艺拥有高度可定制性和低成本等优势，传感器的纺织特性也使其很容易适应不同机器人的曲面，同时不会破坏机器人原本的设计美感，这种电子皮肤的应用场景主要是进行带触觉反馈的闭环控制，例如机器人手臂的人类引导控制、与移动机器人进行人机交互等。

该电子皮肤RobotSweater是由两层由金属纤维制成的导电纱线组成，夹在两者之间的是网状的蕾丝图案层，这些可以导电的纱线会在对织物施加压力时，使导电纱线会形成一个闭合电路，并被传感器读取，从而使机器人可以感知外部的接触，RobotSweater 安装到机器人身体后，可以感知接触的分布、形状和力，同时它也比现在大多数机器人所依赖的视觉传感器更准确、更有效。

这些导电纱线通过针织的方式，将电线缠绕在针织物中每条条纹末端的按扣上，变成一件看起来像毛衣样子的电子皮肤，这样可以将导电纱线牢固地连接在一起，并且可以有效地应对拉伸形变，不会因此而破坏纱线。

针织完成后，这种织物可用于帮助机器人在人类触摸时“感觉”到它，特别是在对安全要求十分严格的工业生产环境中，目前用于检测工业中人机交互的解决方案看起来像盾牌，并使用非常坚硬的材料，这些材料没有办法覆盖机器人的全身，因为他没办法有较大的形变空间和拉伸度，并且如果跟人发生碰撞，坚硬的外表很可能会导致被撞击的工作人员受伤。

据研究团队成员的介绍，安装这个电子皮肤之后，机器人将按照人类推动它的方式移动，或者可以对人类的社交手势做出反应，当RobotSweater用在机器人手臂上时，它允许使用者用手推动机器人的手臂来引导机器人运动，并且可以通过抓住和放开手臂的方法给机器人下达打开或者关闭抓手的指令。