机器人胡须感知形状和纹理

2017-06-01 16:43:03

保罗·马克斯模仿老鼠和海豹感受猎物的方式的人造胡须有一天会让行星探测器或未旋风的潜艇探索他们在旅途中遇到的奇怪物体的形状和质地伊利诺伊州埃文斯顿的西北大学的Joe Solomon和Mitra Hartmann说,他们开发了精巧的人造晶须 - 钢和塑料 - 可以准确地感知不同的形状和纹理老鼠主动旋转或“拂动”他们的胡须对着物体辨别特征,而海豹保持他们的胡须相对固定,以感觉尾流的变化,这可能意味着猎物就在附近以前制作类似须状的形状传感器的尝试依赖于复杂的软件来确定每个晶须的精确位置及其随时间的移动的数据但所罗门和哈特曼想知道使用每个晶须基部施加的“弯矩”或扭矩是否更简单,以提取特征信息为了找到答案,他们建造了一系列四个不同长度的弹性不锈钢晶须,并在每个底座周围安装了四个压电应变计,以测量二维弯矩一段视频显示他们将胡须旋转到一个小的,雕刻的粘土头上,像一只评估纹理的老鼠他们发现他们的想法运作得非常好他们在“自然”杂志上写道,他们捕获的各种弯曲力矩使他们能够“忠实地提取雕塑原始的光滑表面形状并在计算机上重现它” Solomon和Hartmann认为这可能类似于老鼠通过解释来自三角神经节(他们的胡须卵泡中的神经元复合体)的信息来感知形状和纹理的方式该团队在更灵活的塑料晶须上测量弯曲力矩,准确分析水下的流动模式,取得了类似的成功这种胡须可以允许自动水下航行器通过其尾迹跟踪移动物体 “到目前为止,大多数关于胡须的工作都集中在识别物体上粗糙或光滑的纹理上很少有工作考虑如何使用胡须来提取3D物体形状,“Hartmann告诉”新科学家“杂志 “我们的方法允许我们在一个物体上扫过一系列胡须并拉出它的整个形状没有其他系统可以如此强大地实现这一点,“她声称这项工作由NASA在早期阶段赞助,后来由美国国家科学基金会赞助,可以用于太空飞行或自主水下航行器设计尽管在机器人传感中使用人工晶须并不新鲜,但英国雷丁大学机器人控制专家Victor Becerra对这种方法印象深刻 “这项工作很有意思,因为他们使用胡须来检测物体特征,而不仅仅是在机器人附近存在物体,”他说 Becerra说,威士有朝一日可以提供更便宜,耗电更少的替代品来替代昂贵的传感器,如激光传感器 “但是,当然这些传感器的范围将完全受到晶须长度的限制,”他说期刊参考文献:自然(第443卷,