据外媒报道，新加坡国立大学（National University of Singapore）的研究人员开发出一种软体机器人系统，赋予机器类似人类的身体感知能力，使其无需依赖摄像头或外部追踪系统即可感知触觉、外力和运动。

这项研究聚焦于本体感觉，通常被称为人体的“第六感”，它使人类不用看也能感知身体的位置和运动。研究团队利用所谓的“预期感知（expected perception）”的框架，在软体机器人中重现了类似的能力。

图片来源：新加坡国立大学

该系统使机器人能够预测自身身体的运动方式，并将预测结果与实时感知反馈进行比较。任何不匹配都表明存在外部接触或环境交互。研究人员表示，这有助于机器人区分自身运动和外部作用力，而这正是长期以来软体机器人面临的挑战。

为了测试这项技术，研究团队为柔性机器人配备了基于液态金属的传感器，能够测量弯曲、应变和形变。随后，机器人利用内部感知功能进行导航，并实时响应物理交互。

机器人获得“第六感”

新加坡国立大学机械工程系的Cecilia Laschi教授表示：“软体机器人也需要本体感觉。”

研究人员指出，传统软体机器人面临的挑战在于，其应变传感器会同时响应自身运动和外部接触，从而难以判断周围环境的真实状况。

全新的框架通过模拟人脑预测感知反馈的方式来解决这个问题。机器人根据运动指令计算其预期身体位置，并将其与从其柔性结构收集的传感器读数进行比较。

研究人员在迷宫导航实验中测试了该系统。实验中，机器人无需摄像头即可自主移动，完全依靠触觉和内部传感来检测墙壁并调整运动路径。

在另一项测试中，操作员引导机器人对人体模型进行类似于按摩或医疗操作的动作。机器人随后学习并高精度地重复了这些动作。

无摄像头导航技术

Laschi教授表示：“它能在0.4秒内检测到外部接触，并以惊人的精度区分接触源。即使在动态环境中，该机器人也能以低于10度的误差识别作用力的方向。”

研究人员认为，这项技术有望改善医疗保健、康复和辅助机器人领域的人机交互。配备先进传感技术的软体机器人最终可以帮助老年用户、协助护理人员，或在微创手术中为外科医生提供支持。

研究团队还看到了这项技术在水下机器人领域的应用前景。例如，受章鱼触手启发而设计的机器人可以利用触觉感知在摄像头因黑暗或能见度差而难以作业的环境中导航。

Laschi教授补充说道：“机器人学本质上是一个跨学科领域。”神经科学、材料科学、AI和生物学在塑造未来机器人系统中发挥着越来越重要的作用。

展望未来，研究人员计划利用受人类大脑如何从经验中构建内部表征启发的机器学习模型来改进预测系统。