指尖上的“像素”,让机器人也能尝出苹果的脆甜。人类皮肤每平方厘米约有240个触觉感受器,给我们带来压力、纹理、软硬等多种感知信息。不过,现在的机器人大部分只能看见颜色和听到声音,却尝不出味道,也分不清质地。訾云龙教授和他的团队在香港科技大学(广州)给机器人装上了一副“人类指尖智慧”。他们把这个触觉画像放进实验室,做了一个亚毫米级分辨率的双模态触觉传感器阵列,给钢爪装了“智慧”。彭博拍照捕捉到了这个传感器阵列。 高分辨率和多模态通常是两条平行线:高分辨率传感器只能测压力,多模态传感器则因为结构复杂而体积庞大、信号干扰。压电、摩擦电等自供电机理更是混乱:电压信号互相干扰。訾云龙教授和他的团队从“软硬度”这一简单属性入手,用半球顶结构捕捉接触面积差异,结合赫兹接触理论量化弹性模量。 这个传感器识别材料种类的准确率达到了99.4%,识别软硬度更是达到了100%。不过,“智能指尖”需要更小的“像素”——像指纹间距一样约1毫米才能分辨纹理;0.35毫米才是亚毫米级的门槛。尺寸每缩小1毫米,工艺难度就翻一倍。他们经历了无数次失败后,终于把单个触感器缩小到了0.35毫米。 性能稳定后,技术转化大门就被打开了。产品表面可以做上微小软硬度差异的“物理指纹”,假货就无处可逃。智能家居分拣可以直接抓住糖度最高、成熟度最佳的水果。医疗内窥诊断还能让医生更早发现病变组织。訾云龙教授透露下一步会深耕滑动、三维力等复杂触觉维度。 未来的机器人可能会拥有像人类一样灵巧的双手,在工厂里挑出最甜的草莓、在厨房里剥出完整溏心蛋、在手术室里感知病灶软硬。这些都不再是科幻愿景了。当钢爪能尝出苹果的脆甜时,真正的智能或许才刚刚开始。