SynTouch:更像手的机器

标签:技术机器人达沃斯技术先锋机器触觉

访客:53625  发表于:2013-09-10 10:32:24

还记得《蜘蛛侠》里的章鱼博士吗?他背后的四只机械手可是让英雄“蜘蛛侠”也束手无策的厉害武器!不过在现实的机器人世界里,人们想要让机器人知道自己在碰触什么可是件难事。要知道人们喜欢使用各种离奇、抽象的词汇去形容自己对物体的触感,但是类似“湿乎乎”的这种感觉,要如何通过一连串的数据让机器人理解呢?

来自美国的SynTouch公司开发了一种传感器,这种传感器可以模拟人类指尖的多种感知方式,感受变形、力量、震动和温度等变化。配置这种传感器的机器人可以从金属中识别出玻璃来。这项技术已经被证实可以应用在工业、军事、农业等领域的机器人上,并可以被用在义肢上。

SynTouch:更像手的机器

公司创始人之一Matt Borzage在自己的博客里这样描述:“每个人都体会过手指冻得发麻时,手指失去触觉是多么不给力。因此我们也觉得机器手要是没有像人类一样灵巧也没什么用。要是一个机器人不能感受到一件物体,它操作这个物体的能力也非常有限。”这项技术的目的便是让机器人可以像人一样感知物体。

和很多创业公司一样,这家公司的成立也有着有趣的故事。公司的创始人之一南加州大学的Gerald Loeb教授,在2006年美国国防部高级研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency:Darpa)的假肢革新计划(Revolutionizing Prosthetics program)酒会上,遇见了来自瑞典于默奥大学(Umea University in Sweden)的Roland Johansson教授。Loeb的研究领域是神经修复学,而Johansson的研究领域是人类触觉,两人都觉得在义肢上的触感研究上需要更可用的解决方案。

在喝了一杯之后,两个人开始在一张餐巾纸上勾画起草图,这便是日后产品BioTac的最初模样。在这张草图上,皮肤包裹着浆质液体,当中是电机内核。这个设计草图被一个赞助人看到,后来被用于一个病人的临时性装置上。Loeb在回到南加州大学之后开发了产品原型,而在整个开发过程中Johansson一直远程参与提供着自己的建议。2007年3月27日,这项名叫BioTac的技术获得了第一个专利。之后越来越多科学家加入这个项目,机器人便可以借助这项技术感受力量、震动和热量。

为了延续这项实验以申请SBIR(美国政府主导的资助基金项目——“小企业创新研究”,1982年建立,近年来资助了先进金属和化学材料、生物技术、信息技术和制造业方面的研究)基金,他们成立了一家小公司。联合创始人除Gerald Loeb之外,还有 Jeremy Fishel, Matt Borzage, Raymond Peck, Nicholas Wettels等四位科学家。

2013年,SynTouch已经向全球的学术和工业研究者售出100多个传感器,并宣布开发了低价触感传感器NumaTac,即BioTac简化版。从一项学术研究成果到一个商业化产品,创始人及生物概念总裁(President, Biomed Concepts)Loeb认为这是一个“三步走”的过程。第一阶段,选择SBIR 基金是因为创始团队认为在早期寻找风险投资会比较困难而且会令自己对知识产权失去控制,这一阶段花费了两年半时间;而第二阶段,正是现今公司所处的阶段,历时两年多将BioTac产品卖给学术和工业用户中的研究者和产品开发者。在这个阶段传感器并不是大规模商业用品,而且需要和类似义肢手、工业机器人等整合在一起,虽然后者早己经有了很多成熟的供应商。尽管卖给这些用户既费时又费成本,但是这让公司有机会检验自己的能力并发展相应应用。在这一阶段,销售产品的收入逐渐代替了基金收益。而在第三阶段,当市场出现量的需求,公司则必须做出决定是自己生产零件满足市场需求还是授权给整合该项技术的产品生产商。

Loeb认为:“不过我们意识到像我们公司这种技术如果进入到真正的工业级应用,这需要在理解触觉和信息处理中整个行业性的进步。我们指的是‘机器触觉’(machine touch),这类似于“机器视觉”——计算机将视频摄像头中的信号用作有用的信息。”SynTouch在触觉传感器上提供了仿生设计原则,现在公司正在为“机器触觉”的运算法则提供仿生设计。到现在为止,公司和多方合作伙伴、顾客和用户已经取得了一定的成绩,因此正在开始考虑第三阶段的可行性。

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