新的機器人“觸摸”就會看到危險

從房屋和醫院到工廠和農場，機器人越來越多地整合到日常環境中。但是，在人們周圍的安全工作不僅僅是力量或速度。機器人還應該感受到他們的環境，檢測身體接觸並迅速做出反應。普通的傳感器，尤其是那些內置在軟材料中的傳感器，在實時觸覺和接近時通常會失敗。

為了解決這個問題，由日本科學技術研究所（JAIST）的範·安霍（Van An-Ho）教授和庫恩·漢·盧（Kuan Han Luu）博士領導的研究小組開發了Protac，這是基於機器人軟調查的新型願景。該研究發表在期刊上 IEEE關於機器人技術的交易 2025年7月28日，代表了多模式機器人感知的可擴展方法。

在Protac核中，有一個聚合物分散的液晶層（PDLC），當使用電壓時，可以在透明和不透明狀態之間切換。使用透明的攝像機構建，可以通過皮膚“看到”以檢測附近的物體。當它們不透明時，當皮膚變形時，監測相同的相機，從而使機器人感覺到觸摸，壓力和接觸位置。這種雙重聲音使用一個軟層實時實時提供了環境感知，從而消除了對電子中的複雜構建的需求。

Ho教授解釋說：“這種傳感器設計的創新使機器人可以實時通過大皮膚感知接觸和附近的障礙物，這對於普通的電子皮膚很難實現。”

為了確認設計，團隊開發了一個名為Protac Link的原型，機器人的圓柱段，包裹在柔軟的皮膚上，並在兩端配備了立體聲型。該原型可以從不同角度檢測接近對象，評估距離並以高精度識別感覺點的幾個點。它還保持適應性行為，例如基於接近性和消除反射性接觸的速度調整。

Luu博士說：“在安全性和微妙的物理互動至關重要的各個領域，Protac可以應用於靈巧的機器人操作。”

研究人員被廣泛用於農業或家庭護理中的聯合機器人，輔助設備和軟機器人系統。在工廠，配備了Protac的機器人可以在人工接近時放慢速度或停止。當照顧老年人時，服務機器人可以在保持安全，響應迅速的接觸時提供身體幫助。從長遠來看，Protac可以為人形機器人的整個身體感知系統的發展做出貢獻。

Ho博士說：“從長遠來看，這項研究奠定了通用智力人形機器人的基礎，配備了多模式皮膚，並具有整個身體的柔和發聲，尤其是那些感到這種感覺的人。”

與皮膚一起，團隊還開發了培訓算法和管理策略，可將傳感器數據轉換為機器人動作，從而在動態環境中提供響應迅速和自主行為。考慮到簡單性，模塊化和可擴展性，Protac系統可以集成到新的和現有的機器人平台中。

為了加速該領域的進展，研究人員製作了設計文件，模型和開源軟件。 Protac將機械簡單與多模式感知相結合，使機器人更接近與周圍複雜的觸覺世界的理解和安全相互作用。