斯坦福科学家的高科技手套赋予机器以人类触觉 能捡起成熟浆果或鸡蛋

高科技手套可以给机器人和人类一样的触觉。

斯坦福大学的工程师们表示，他们的发明可以显著提高机器人的灵活性。

他们已经开发出一种原型机，可以让机器人手拿起一个成熟的浆果，而不会压碎它。

这项研究的负责人Zhenan Bao说:“这项技术让我们走上了一条道路，有朝一日能让机器人拥有人类皮肤所具有的那种感知能力。”

手套指尖上的传感器同时测量压力的强度和方向，这两种特性是实现手的灵活性所必需的。

研究人员还必须完善自动控制这些传感器的技术，但一旦成功，戴上手套的机器人就可以灵巧地用拇指和食指夹住鸡蛋，而不会把鸡蛋打碎或打滑。

在11月21日发表在《科学机器人》(Science Robotics)杂志上的一篇论文中，化学工程师Zhenan Bao和她的团队证明，这种传感器工作得足够好，可以让一只机器人的手触摸一颗娇嫩的浆果，或在不挤压它们的情况下拿起一个乒乓球。

这款电子手套模仿了人类皮肤层的工作方式，后者使我们的手具有非凡的灵敏度。

它是如何工作的?

手套指尖上的每一个传感器都是由三个相互配合的柔性层构成的。顶部和底部的层是电激活的。

研究人员在这两个面各铺设了一排电线，就像田地里的线一样，然后将这些线相互垂直，形成密集的小传感像素阵列。

博士后学者Clementine Boutry和硕士研究生Marc Negre领导了模仿这种人体机制的电子传感器的开发。

它们还使底层崎岖不平得像布满荆棘一样。

底层的丘陵和山谷提供了一种方法，将压力的强度和方向映射到垂直网格上的特定点，就像人类皮肤一样。

这种感知剪切力的能力是帮助我们用拇指和食指轻轻但坚定地夹住鸡蛋的部分原因。

Bao教授说，通过适当的编程，一只戴着当前触觉感应手套的机械手可以完成一些重复性的工作，比如把鸡蛋从传送带上拿下来，放进纸盒里。

这项技术也可以应用于机器人辅助手术，因为精确的触摸控制是必不可少的。

但Bao的最终目标是开发一款高级版本的手套，无需事先编程，就能自动施加适量的力，安全地处理物体。

她说:“我们可以给机器人编程，让它在不压碎树莓的情况下触摸树莓，但要想触摸到树莓并检测出它是树莓，让机器人把它捡起来，我们还有很长的路要走。”

这款电子手套模仿了人类皮肤层的工作方式，我们的皮肤外层布满了传感器，用来检测压力、热量和其他刺激。

我们的手指和手掌尤其富含触觉传感器。

这些传感器与一种皮肤下层中由山丘和山谷构成的崎岖不平的微观“棘突”有关，这种崎岖是至关重要的。

当我们的手指接触一个物体时，皮肤的外层会向棘突移动。靠近山顶的传感器能感受到轻微的触感。

更强烈的压力迫使外皮肤靠近棘突的山谷，触发更强烈的触觉。