-
14:45
-
14:00
-
13:15
-
11:30
-
10:44
-
10:00
-
09:15
-
08:29
-
07:45
-
16:15
-
15:30
中国正在研发一种神经电子皮肤，它将使人形机器人能够感知疼痛并做出反应！
中国科学家开发出一种先进的技术——神经形态机器人电子皮肤，这代表着类人机器人与周围环境互动能力的质的飞跃。
这种经过高度工程化、巧妙设计的皮肤不仅仅是一个普通的传感器，而是一个精心设计的系统，其灵感来源于人类皮肤及其相关神经系统的惊人复杂性。
主要目标是使机器人能够智能地感知触摸，检测可能遭受的身体伤害，并对有害接触做出快速反射动作，就像人类在接触到高温或尖锐物体时的缩回反射一样，立即做出适当的反应。
这项创新的理念在于弥合机器人领域的一个关键缺口。例如，在人体中，当手触碰到危险源时，感觉信号并非先传递到大脑进行分析和决策，而是以闪电般的速度沿着感觉神经传递到脊髓，脊髓立即发出反射指令，使肢体缩回——这一切都在瞬间完成，甚至在我们意识到疼痛之前就已经发生。这种智能的生物机制是第一道防线，保护组织免受严重损伤。
相比之下，目前大多数人形机器人依赖于集中式数据处理，信号必须从传感器传输到机器人的中央“大脑”（CPU），在那里进行分析，然后才能向电机发送相应的运动指令。即使这个过程只需几分之一秒，但在动态的工作环境中，尤其是在家庭护理或医院辅助等领域，随着机器人与人类的融合日益加深，这种漫长的过程也足以造成人身伤害。
因此，这种新型神经电子皮肤赋予了机器这些保护性的“本能”。与目前大多数仅能报告接触情况的技术不同，它不仅能感知压力，还能智能地评估接触的性质和强度。该系统的工作原理是模仿人类皮肤的层级式处理过程，将触觉转化为一系列类似于神经信号的电脉冲。
从结构上看，这种先进的皮肤由四个相互连接的层组成：
1. 外层：这是一层类似于人类皮肤的保护层。
2. 传感器层和神经回路：它像皮肤下的感觉神经网络一样运作，不断监测压力强度和物理结构变化等因素。
3. 自我监测系统：即使在静止状态下，皮肤也会周期性地向中央处理器发送电脉冲，作为其功能正常的信号。如果皮肤被割伤或撕裂，这种脉冲流就会停止，使机器人不仅能够检测到损伤，还能精确定位损伤在身体上的位置。
4. 反射机制：皮肤受到触摸时，会产生与压力大小成正比的电信号。如果压力正常，信号会被发送到中央处理单元。但是，如果压力超过预设阈值（表示疼痛或潜在损伤），系统会绕过较长的信号通路，直接向控制受影响肢体的电机发送高压信号，从而引发即时的反射反应，例如手臂向后拉动。
科学家解释说，这种金字塔形设计能够提供“高精度触觉传感、利用局部反射有效检测疼痛和损伤，以及快速模块化修复能力”。其中，快速修复功能尤为实用，因为皮肤由易于拆卸和更换的磁性单元组成，只需几秒钟即可修复受损部分，无需冗长的维护程序。
研究团队目前正在继续开发该系统，以提高其灵敏度和处理多种同时触摸状态的能力，这是确保在复杂、不可预测的人类环境中进行安全自然交互的关键挑战。
这项创新为新一代“有同理心”的机器人铺平了道路，这些机器人能够以前所未有的安全性和效率与人类进行直观的互动。
