能够在三维空间用触须来“看”的能力是非常值得去探索的。
只需轻轻一触,机器就能模仿鼩鼱,在几毫秒之内探测物体
鼩鼱仅仅凭触觉就能探测、捕捉并猎杀它的下一顿美味。现在,人工智能研究专家已经研制了鼩鼱机器人:哺乳动物的机器人版本,用以帮助人们理解它们觅食的机关。
鼩鼱是目前人类已知的最小的哺乳动物。重量不到2克,身长只有4厘米。这种鼩鼱靠在黑暗中用触须去探测与它们大小差不多的昆虫,捕捉为食。
如果用速度来衡量鼩鼱的效率,那么它们绝对算得上是捕猎中的高手。“鼩鼱能在大约60毫秒里锁定并捕捉一只蟋蟀。”英国谢菲尔德大学认知神经科学家托尼·普雷斯考特(Tony Prescott)也是鼩鼱机器人项目的协调人,他说道:“我们想看看是否我们也可以做到同样的事。”
普雷斯考特和他的同事们之前已经研制出了带触须的机器人。鼩鼱机器人是在此基础上进一步研发的。他介绍说:“以前,我们的机器人没有足够的触须同时触碰一个物体。因此,触须的结构对于获得探测物体足够的信息非常重要。”
尽管机器人比它的哺乳同类大(大小与一个废纸篓类似),但它的触须设计与鼩鼱的自然触须非常接近。触须呈锥形、有弧线,每个触须都有各自的马达,以便独立移动。
当一个移动的物体碰到触须,它就会产生某种变形,并发生改变。这种信号可以用来确定一个物体如何根据触须移动,也可以读解该物体的相关信息,比如其纹理。把从几个触须得到的信息综合起来就可以判断物体的形状。
为了监测鼩鼱机器人的探测、识别和跟踪“猎物”能力,普雷斯考特和他的同事们还研发了另一种蟋蟀机器人,通过编程能够避开靠近它的任何物体。英国布里斯托尔机器人实验室是该项目的合作人,这里的团队正准备开始在两个机器人之间尝试猫捉老鼠的游戏。
触须也被用在海洋环境中。研究小组已经开始对海豹和其他有着更加精密触须结构的海洋哺乳动物展开研究。普雷斯考特解释:“有了触须,机器人可以探测鱼类游水所产生的流体动力学轨迹。”海豹的触须有更多的运动接收器,和其他陆地的哺乳动物形状不同。
英国布里斯托尔机器人实验室的艾伦·温菲尔德(Alan Winfield)并不是研究小组的成员,他认为此项工作为仅利用碰触就可以进行陆地或水下工作的下一代机器人的研发工作铺平道路。他说:“能够在三维空间中用触须来‘看’的能力是非常值得去探索的。”
资料来源New Scientist
责任编译 彦 隐