机器人可以破解这个世界性难题吗?(下)

作者:Steve Keeping, Mouser Electronics

升级机器人传感器

为了准确采集所有信号来推测人的大脑情形,像Pepper及后代的机器人需要利用全系列的先进传感器。像人类本身一样,机器人使用视觉来采集大量信号。

OMRON全球研究和发展组织研发了OKAO视觉系统,它能通过分析面部特征辨认不同的脸。这些产品已经被认为可以在机器人视觉应用上的市场大展身手。OKAO视觉包含人类视觉部分(HVC)和高级软件,公司声称这些将会帮助机器人“通过视觉了解人类,就像人类之间的了解一样”(图4)。软件能够辨认脸和面部属性来估计一个人的性别,年龄,和种族,也能判断人的喜怒哀乐。

图4:OKAO视觉系统被机器人应用采用。(来源:OMRON)

图4:OKAO视觉系统被机器人应用采用。(来源:OMRON)

除了电耦合基础设备如OKAO的HVC,未来的机器人将通过传感器的使用从提高的视力中受益,这种传感器增强了对大范围内电磁辐射的敏感性,而不仅仅是可视光线。比如,一些公司如Amphenol’s ZTP Thermopile 红外传感器和Lumex’s MicronSensIR™红外线(IR)传感器让机器人拥有夜视功能,能定位他们的主人并测定主人体温的高低。

Amphenol’公司的ZTP Thermopile 红外传感器

Amphenol’公司的ZTP Thermopile 红外传感器

作为视觉传感器的补充,未来的机器人也会采用音频传感器,用麦克风转变声音信号为电信号。机器人头部的多个麦克风能感应说话人声音的位置和强度,机器人可能需要配备类比数值转换器(ADC)和数字信号处理器(DSP)等电子器件并搭配一个强劲的微处理器和一些智能软件。像Analog Devices, Cirrus Logic, STMicroelectronics, 和 Texas Instruments这些公司,提供支持机器人音频分析应用的电子器件

能够帮助机器人检测人类情绪状况的音频传感器将加入下一代家庭护理机器人内,作为对视觉系统的补充。今天的研发者有着大量触摸传感器可供选择,比如电容式传感器。尽管这种技术现在被用于触摸显示屏,但也不至于太难预见它在机器人领域引发的变革,机器人将能使用电容触摸传感器来“感觉”人类皮肤并通过测试电容的变化了解人的情感状态,皮肤温度的改变会引起电容变化。像飞思卡尔, 美信、赛普拉斯和安森美半导体这些公司在触摸传感器技术上遥遥领先。

未来技术的发展包括使用金纳米粒子配以有机分子连接器的触摸传感器。当传感器接触到皮肤和轻微的挤压时,通过纳米粒子之间的距离改变,传感器的电特性改变,不仅能检测出压力,还能检测出触摸人的皮肤温度和湿度。

作为一个护理者,机器人可能需要超越自己的技术。举个例子,通过蓝牙低耗技术,可穿戴的无线医疗传感器能传递信息如心率、血压、温度到机器人,作为它自己的传感器的补充来检测人类心情。在蓝牙技术上领先的有Broadcom, Nordic Semiconductor, Panasonic, 和Texas Instruments。

机器人在能进入生产线之前还有一段路要走。但快速普及到65以上老人身边这一生产目标背后的丰厚利润,推动了机器人的快速发展。当Atkeson教授被一家网站Not Impossible Now问及像Baymax一样的机器人是否有可能出现时,Atekeson教授回应道:“它们不仅能出现,而且不会让我们等太久。”

作者简介


Steven Keeping曾获得英国布莱顿大学学士学位,在电子部门有七年工作经验。有13年资深编辑和出版经验,2006年,他成了电子领域的自由撰稿人。

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