新的机器人皮肤模仿人类神经结构
来自新加坡大学的研究人员创造了一种电子皮,可以让机器人检测温度,压力以及任何突然意外的物体移动。被称为异步编码电子皮肤(ACES)的隔膜克服了以前为机器人赋予触感的几个问题,研究人员说,“应该让他们能够与人类合作,自然地协同操作非结构化生活中的物体环境“。
目前对压力敏感的机器人皮肤的设计不利于信息处理障碍。传感器被串行读取,因此周期性地读取,以创建改变压力输入的二维图。
这种被称为时分多址(TDMA)的方法会导致显着的延迟 - 在业务中称为“延迟” - 信号接收。这个问题造成了处理瓶颈,随着更多传感器和更多布线被添加到系统中,这些瓶颈会变得更糟。
写在杂志科学机器人,王伟李和同事报告说,ACES工作在一组不同的工程协议。他们的发明使用“神经模拟结构”,其允许与迄今建模到10,000个以上互连传感器的系统几乎同时传输信息。
在他们的论文中描述的概念验证中,研究人员报告了由单个电导体驱动的240个机械感受器阵列的操作。他们写道,该系统的延迟仅为1毫秒 - 足以解决“快速触觉感知所需的精细时空特征”。
具有ACES阵列的传感器独立工作,响应于刺激将一系列脉冲发送到中央处理单元。脉冲形成签名,该签名允许接收端的解码器单元识别每个发送传感器。
Lee及其同事报告说,由于传感器都独立或异步地运行,因此系统能够承受局部损坏。任何单个传感器或传感器组的丢失都不会影响整个系统的运行。
该属性被视为在现实世界中使用的优势。例如,在工业应用中,被处理物体的滑动可能导致皮肤被撕碎或撕裂,但不会丧失全部功能。
ACES的部署尚未扩大到工业水平。研究人员承认,与TDMA模型相比,该系统需要大幅提高计算能力,主要是为了适应解码单元。
概念验证模型以TDMA应用程序使用范围中间的速率消耗功率,但Lee及其同事预测这将会变得更好。
“值得注意的是,我们报告的功耗应被视为一个上限,因为这些基于微控制器的原型应该是使用现成组件的ACES的早期演示,”他们写道。