新加坡国立大学制造出具有触觉的机器人皮肤

新加坡国立大学（NUS）的研究人员利用英特尔的神经形态芯片Loihi，开发出了一种人造皮肤，使机器人能够以比人类感觉神经系统快1000倍的速度检测触觉。该系统还可以以比眨眼快10倍的速度识别物体的形状、质地和硬度。研究人员认为，这项工作可以改善人机交互，使护理机器人和自动化机器人手术等更为可行。

在研究中，NUS研究团队首先训练一个装有人造皮肤的机械手来阅读盲文，机械手将触觉数据传递给Loihi，由Loihi进行翻译，准确率超过92％，并且功耗比标准Von Neumann（冯·诺依曼）处理器低20倍。

在这项工作的基础上，新加坡国立大学团队通过将视觉和触觉数据结合到脉冲神经网络（SNN）中，进一步提高了机器人的感知能力。为此，他们让一个机器人利用来自人造皮肤和基于事件的相机的感官输入，对装有不同量液体的各种不透明容器进行分类。研究人员也使用了相同的触觉和视觉传感器，来测试感知系统识别旋转滑移的能力，这对于稳定抓握至关重要。将触觉和视觉数据结合在一起，训练机械手使用人造皮肤和图像采集设备对容器进行分类，并将数据发送到GPU和Loihi，演示了通过尖峰神经网络将基于事件的视觉和触摸相结合，使该系统比单独使用视觉数据的准确性提高了10％。

研究人员还发现，Loihi处理传感数据的速度比性能最佳的GPU高21％，而功耗却降低了45倍。研究人员在近日的《机器人学：科学与系统（Robotics: Science andSystems）》上发表了他们的发现。新加坡国立大学计算学院计算机科学系的助理教授Harold Soh表示：“我们对这些研究结果感到兴奋。这表明神经拟态系统有希望结合多传感器，解决机器人感知能力难题。这让我们朝着制造节能而且值得信赖的机器人又迈出了一步，这种机器人能够在意外情况下迅速、恰当地做出反应。”