機器人可以說是目前最炙手可熱的話題，人形機器人和通用人工智能可以說是未來科技行業(yè)的制高點，也就在今年10月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，將人形機器人
機器人可以說是目前最炙手可熱的話題，人形機器人和通用人工智能可以說是未來科技行業(yè)的制高點，也就在今年10月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，將人形機器人定位為“集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術(shù)，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局”。
“本文為《ASPENCORE_ChinaFabless_70家國產(chǎn)傳感器廠商調(diào)查統(tǒng)計報告》單獨分析新型傳感器篇，主要是講述了未來可以應用在人形機器人領域，包括新型的AI視覺，類膚觸覺和可折疊的新型傳感器。”
顛覆性的產(chǎn)品向來都是會帶來新的技術(shù)革命，人形機器人伴隨著本體技術(shù)的不斷發(fā)展，以及通用性人工智能和傳感器技術(shù)的迭代，目前已經(jīng)從幕后的小范圍實驗室走到了商業(yè)化普及的前臺。終端產(chǎn)品的應用和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展向來都是相輔相成的，像是最新的AI視覺、類皮膚傳感器和應變傳感器都是新興傳感器的變種發(fā)展。
機器人的“眼睛”----事件視覺傳感器
（圖片來源：Prophesee公司）
Prophesee開創(chuàng)性的將事件視覺技術(shù)平臺的應用范圍拓展至快速增長的邊緣市場領域，像是虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實（VR/AR）設備、安全和監(jiān)控/檢測系統(tǒng)等領域都是潛在的領域。但是小編認為這類視覺傳感器更廣闊的前景應該是人形機器人的視覺領域，因為傳統(tǒng)圖像傳感器根據(jù)自身設定幀率來捕捉光線并且記錄感光數(shù)據(jù)，而想要做一個擁有視覺感知機能的機器人，就需要對你想看的對象做出識別。舉個最簡單的例子，我們在玩射擊槍戰(zhàn)類游戲時，尤其是在和對方激烈交火時，注意力往往都會被畫面中動態(tài)的東西所吸引，大腦自動的把背景忽視了一樣，視野里物體動作的感知然后再大腦進行判斷并控制手部的動作，進而達成游戲的勝利任務，背后其實就隱含著一套邏輯算法流程。
（圖片來源：Sony公司-基于事件的視覺傳感器（EVS）技術(shù)）
"而這種基于事件的視覺傳感器（以下簡稱EVS）模擬了人類視神經(jīng)。完全不同于傳統(tǒng)的基于幀的圖像傳感器，EVS只會將有亮度變化的部分捕捉為軌跡，因此沒有幀的概念，也就是不會將感知到的靜態(tài)對象識別為圖像，其特點是即使高速移動的物體也能實時監(jiān)測。"
（圖片來源：Sony公司-基于事件的視覺傳感器（EVS）技術(shù)）
機器人的“手掌”----觸覺傳感器
觸覺是人類社會最不起眼但也是最常用的感覺，像是我們每天都離不開的手機，觸摸屏幕、指紋打卡等都是一種按壓式的觸覺。要想打造完美的人形機器人讓其擁有觸覺想必是必不可少的，那就在最近加拿大不列顛哥倫比亞大學與（University of British Columbia）和日本本田技術(shù)研究院（Honda R&D Co., Ltd）的研究人員組成的團隊在Scientific Reports期刊上發(fā)表了題為《Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin》的論文，論文提出了一種新型的柔軟且可拉伸的電容式傳感器。
（圖源：《Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin》）
這種傳感器通過電容量和電極之間的差異來獲取法向力和剪切力，其結(jié)構(gòu)是在一個柔軟平坦平面的上方構(gòu)造四個垂直電極，與下面的電極重疊，當受到外力時傳感器能夠感知并且區(qū)分傳感器的壓力和剪切力。如下圖也揭示了不同按壓力度和不同角度時傳感器的感情情況，當一個不平坦的表面接觸并按壓傳感器時，也就意味著四個電極受到的各個方向的力也不相同，就好像人手在觸摸到粗糙的乒乓球拍時會感受到凹凸的顆粒感。論文中還提到這種新型的傳感器成本低廉，能夠大面積的制造擴展成傳感器陣列，形成類似的皮膚傳感器。
（圖源：《Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin》）
機器人的“皮膚”----折紙傳感器
說起皮膚那向來都是光滑有觸感的，那么人形機器人也不例外，美國賓漢姆頓大學Jeffrey M. Mativetsky教授團隊以紙為基底，通過浸漬聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT/PSS）溶液實現(xiàn)了大面積低成本的柔性可折疊傳感器，該傳感器擁有普通紙張的多微孔結(jié)構(gòu)，可以在壓力的刺激下通過層間接觸面積的變化調(diào)節(jié)器件導電電流，從而實現(xiàn)外界應力刺激的捕捉與反饋。
（圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces）
值得注意的是，該類型傳感器有著極強的柔韌性，可以通過多次折疊變身成為高性能傳感器件，從論文給出的數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過三次折疊后，開關(guān)導通、關(guān)閉所需的電流呈現(xiàn)出不同的幅值。這種優(yōu)異的力-電性能剛好類似人類的皮膚，我們都知道不同位置的皮膚對于刺激的感觸不一樣，這是由于神經(jīng)分布的不同，那要是我們想打造一個人形機器人，自然全身上下的皮膚通過不同的層疊實現(xiàn)了類似于神經(jīng)分布的方式，那么其內(nèi)部的線路控制幾乎減少了一半之多。
（圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces）
論文還給大家展示了大面積制備的折紙傳感器，用一個金屬器件壓在上方，就像一個人把重物放在胸前或者肚皮上，所能感受到的形狀和壓力。
（圖源：ACS Appl. Mater. Interfaces）
隨著技術(shù)的不斷革新演變，越來越多的傳感器正在從實驗室向著商業(yè)化走來，人形機器人以前可以說是存在于科幻小說和電影里的，但是現(xiàn)在在成本低性能好的傳感器加持下，實現(xiàn)的腳步越來越快。
編輯：我的果果超可愛
[參考資料]：
基于事件的視覺傳感器（EVS）技術(shù)--Sony
Touch, press and stroke: a soft capacitive sensor skin--Nature
Paper-Based Mechanical Sensors Enabled by Folding and Stacking----ACS Publications
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