一種能夠模擬人類手指觸覺的人工感知系統可高分辨率識別精細紋理

據麥姆斯咨詢報道，近日，南方科技大學聯合西安電子科技大學的研究人員開發了一種能夠模擬人類手指觸覺的人工感知系統，可以高分辨率識別斜紋、燈芯絨和羊毛等精細紋理。相關研究以“A robotic sensory system with high spatiotemporal resolution for texture recognition”為題發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊上。研究人員表示，該項研究成果將有助于提高機器人和假肢的微小觸覺感知能力，而且未來有可能應用于虛擬現實（VR）領域。

人類手指在物體表面輕輕滑過，通過感知物體的靜態壓力和高頻振動來識別它。此前制造的用于感知物理刺激（如壓力）的觸覺傳感器，在觸摸時識別物體的能力很有限，或者需要依賴多個傳感器來實現。創建具有高時空分辨率和靈敏度的實時人工感知系統一直具有挑戰性。

郭傳飛教授及其同事們展示了一款柔性滑覺傳感器，該傳感器模仿人類指紋的特征，當感知系統觸摸物體表面或滑覺傳感器經過物體表面時，即可識別出物體表面紋理上的微小特征。研究人員將該滑覺傳感器集成到人類假肢上，同時將機器學習（ML）集成于人工感知系統。

模仿人類感知系統、用于紋理識別的機器人感知系統。a、人類生物感知系統；b、人工感知系統，滑覺傳感器可以檢測靜態和動態壓力。

滑覺傳感器的結構、傳感特性以及靜態和動態壓力檢測機制

滑覺傳感器的時空分辨率

研究人員發現，該傳感器能夠捕捉到微小的觸覺信號，并能以高達100%的準確率識別出20種不同的紡織品，包括亞麻、尼龍、聚酯纖維和泡泡紗等。

利用人工感知系統識別紡織品

具有可視化用戶界面的便攜式實時感知系統

研究人員表示，未來關于人工感知系統的研究可能會幫助改善機器人的感知能力，使佩戴人工假肢的患者“恢復”知覺，同時該感知系統也會被用于基于觸覺的虛擬現實和消費電子產品。

審核編輯：劉清