（文章來源：寰宇科學）

能像人類一樣動作敏捷，而且具有靈敏感官的機器人，一直活躍在各種科幻作品中。我們也一直夢想著有一天能把科幻照進現(xiàn)實，制造出能代替我們人類工作，解放我們的雙手和思想的機器人。然而，夢想很豐滿，現(xiàn)實很骨感，由于機器人自身機械機構的限制，用來完成它們的動作的液壓和氣動系統(tǒng)反應是在是太慢了，現(xiàn)實中的機器人給我們的印象總是像僵尸一樣動作僵硬。

但是，來自世界各地的研發(fā)人員，并沒有停下研發(fā)的步伐，他們一直想通過技術革新來讓機器人能完成跟人類一般連貫的動作。早在2016年，來自美國哈佛大學的工程師，就利用納米碳管研發(fā)出了一種“人工肌肉”。經(jīng)過各國科學家的不斷改良，這種人工肌肉讓機器人的軀體變得跟人類一樣柔軟，而且可以驅動機器人漂亮地完成許多動作。

然而，人工肌肉還不能讓機器人跟接近人類，因為它們還沒有像人類一樣靈敏的觸覺。如果你想讓機器人和人類親密接觸，觸覺就顯得尤為重要。比如，你想跟機器人擁抱，如果它沒有觸覺，它就沒法感知自己的身體，你抱著它，它不知道用多大的力來擁抱你。有可能它的雙臂會把你夾扁。

機器人需要觸覺，需要像人類一樣的皮膚，敏感的皮膚能使機器人感知自己的身體和周圍環(huán)境。受到人類皮膚的啟發(fā)，來自德國慕尼黑技術大學的一個研究小組開發(fā)了一種將人類皮膚結構與控制算法相結合的系統(tǒng)，并用它來創(chuàng)造了第一個具有全身人工皮膚的自主類人機器人。

由高登·鄭（gordon cheng）講授和他的研發(fā)團隊開發(fā)的人造皮膚由許多個六角形“細胞”組成，每個“細胞”的大小跟一枚硬幣相當。（有點太大了。）每個“細胞”都配備了微處理器和傳感器，以檢測接觸、加速度、接近度和溫度。這種人造皮膚使機器人能夠更細致、更敏感地感知周圍環(huán)境。這不僅有助于他們能安全移動。這也使他們在人人類附近活動時對人類更安全，使他們能夠預測和積極避免事故。

這些“細胞”本身是大約10年前由東京大學認知系統(tǒng)教授高登·鄭（gordon cheng）開發(fā)的。但是，這項發(fā)明只有在被集成到一個復雜的系統(tǒng)中時才顯示出它的全部潛力。

開發(fā)機器人皮膚的最大障礙是計算能力。人類皮膚有大約500萬個受體，每個受體都能通過神經(jīng)與人類的大腦進行信號交流。但是機器人身上的計算機目前來說，根本不可能靈活地處理500萬個受體的信號，對人造皮膚傳感器數(shù)據(jù)進行連續(xù)處理的努力很快就達到了極限。以前的系統(tǒng)很快就被幾百個傳感器的數(shù)據(jù)過載了。

為了克服這個問題，高登·鄭教授和他的團隊使用神經(jīng)工程的方法，不連續(xù)監(jiān)測皮膚細胞，而是使用基于事件的系統(tǒng)。這將減少高達90%的處理工作量。只有當數(shù)值改變時，單個細胞才從傳感器傳輸信息。這類似于人類神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式。例如，當我們第一次戴上帽子時，我們會感覺到它，但我們很快就習慣了這種感覺而不去注意它。這樣的機制使我們的神經(jīng)系統(tǒng)能夠集中于需要身體反應的新印象。

通過基于事件的方法，鄭教授和他的團隊現(xiàn)在已經(jīng)成功地將人工皮膚應用到一個不依賴任何外部計算的人類大小的自主機器人上。這個最新研發(fā)的機器人型號叫H-1。H-1機器人的上身、手臂、腿部甚至腳底都裝有1260個“細胞”（超過13000個傳感器）。這給它一種新的“身體感覺”。例如，H-1有著靈敏的腳，它能夠對不平整的地面做出反應，能做出單腳平衡的動作。

憑借其特殊的皮膚，H-1可以給人一個安全的擁抱。擁抱時，人的身體和機器人的身體在許多不同的地方接觸。機器人必須利用這些復雜的信息來計算正確的運動，并施加正確的接觸壓力，而不至于出力太重，把人夾扁。這樣的功能可能在工業(yè)機器人或“戰(zhàn)斗機器人”中沒那么重要，但是在護理領域，這個功能非常重要。

1260個“細胞”相對于人類皮膚的500萬個受體來說，實在是太少了。但這已經(jīng)非常了不起了，因為高登·鄭教授和他的團隊已經(jīng)開創(chuàng)了機器人人工皮膚的先河，在未來，他們還會研發(fā)出體積更小，計算能力更強的“細胞”，制造出像人類皮膚一樣薄一樣柔軟的人工皮膚。