介紹
英國科學家日前研製出了一種可以利用其鬍鬚尋找並識別物體的機器鼠——這一發明的目的不是娛樂而是為了重要的腦科學研究。研究人員在最近於英國舉行的一個國際研討會上展示了這一“超級齧齒動物”。
據研究人員介紹,機器人經常依靠視覺來辨認物體,而這項新技術僅依靠精密的觸覺技術,就能使機器人在昏暗或充滿煙氣的房間內(即不能利用視覺的地方)發揮作用。
作為該計畫的一部分,謝菲爾德大學心理學系教授Tony Prescott和布里斯托機器人實驗室的研究人員一起為機器人設計了新型人造觸感技術,這將有助於科學家理解大腦如何控制感覺系統的活動。
背景
機器鼠技術受到了利用觸覺的動物的啟發。對於夜間生物或者那些居住在光線很差的地方的動物而言,觸覺是它們代替視覺感知周圍世界的最普遍的重要手段。老鼠能夠非常有效地利用鬍鬚探索周圍環境。它們利用鬍鬚精確而有節奏的探測動作可以精準確定物體的位置、形狀和結構,對物體作出快速而準確的判斷,然後利用這些信息建立環境地圖。
很長時間以來,視覺一直是科學家們最廣泛研究的生物感覺形式。但是主動觸感對於探索對機器人研究具有重要意義的生物系統的人來說是一個關鍵點。感覺系統(如老鼠的鬍鬚)在這方面具有特別的優勢。老鼠具有利用受損鬍鬚進行活動的能力,在理論上,機器人的受損鬍鬚可以很容易地被替換,而不會對整個機器人及其昂貴的工程系統產生影響。
套用
機器鼠系統具有可以在多個領域進一步套用的潛力,如在地下、海底,或者能見度很低的充滿灰塵的地方套用機器人。該技術還可以套用到表面觸感檢查上,如紡織工業原料或者家用家居產品,例如能夠感知物體結構可以達到最佳清潔效果的真空吸塵器。
機器鼠技術的未來套用包括利用機器人在地下、海下或者充滿灰塵的地方工作,通常視覺在這些地方都會受到極大的影響。在這些地方,觸鬚技術可以用於感知物體並在不利的環境中移動。例如,在一個充滿煙氣的房間裡,一個像這樣的機器人可以通過確定火中的倖存者的位置幫助實施救援。該研究是建立在我們之前做過的觸鬚感覺工作基礎之上的。
意義
來自布里斯托機器人實驗室和謝菲爾德大學的研究人員製造了這種名為SCRATCHbot的機器鼠,它被認為是開發生物激發人造智慧型系統的泛歐洲計畫——ICEA(整合認知感情和自治)計畫——的一個重要里程碑。
在為智慧型機器人套用的主動控制的、鬍鬚樣的感測器開發方面,計畫已經達到了一個新的境界。雖然觸覺感測器已經在機器人中套用,但是直到現在才將觸覺作為一種首要形式利用。通過開發這些仿生機器人,不僅設計出了新穎的觸覺裝置,還在了解觸覺生物學方面取得了實質性進展。