科学家们正在研发带有电子毛发的机器人，它可以模仿人类皮肤的触感，甚至可以感知和预测触碰的方向。有了电子毛发，它可以感知甚至预测触摸的方向。是的，就像人类一样。虽然有点“黑科技”，但由开姆尼茨理工大学纳米电子材料系统教授、材料、结构和纳米膜集成中心（MAIN）科学主任OliverG.Schmidt教授领导的研究团队探索出了一种开发可集成到电子皮肤系统（有源矩阵）中的极其灵敏且与方向相关的3D磁场传感器的新方法。该团队采用了一种新颖的方法来实现3D设备阵列的小型化和集成，并在模仿人类皮肤的自然触感方面迈出了重要一步。MAINSchmidt教授研究小组的博士生和该研究的第一作者ChristianBecker说：“我们的方法允许在3D中精确地空间排列功能性传感器元件，这些元件可以在并行制造过程中大量生产。这样的传感器系统很难通过既定的微电子制造方法产生。”相关研究发表在最新一期的《自然通讯》杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29802-7OrigamiTechnologyIntegrate3DSensorswithMicroelectronicCircuits研究团队提出的传感器系统的核心是所谓的各向异性磁阻（AMR））传感器。AMR传感器主要用于准确判断磁场的变化，目前用作汽车中的速度传感器，或确定各种机器中运动部件的位置和角度。为了开发高度紧凑的传感器系统，研究人员使用了所谓的“微型折纸工艺”。该过程用于将AMR传感器组件折叠成三维结构，可以在三个维度上解析磁场矢量场。微型折纸允许将大量微电子元件安装在狭小的空间内，并将它们排列成任何传统微加工技术无法实现的几何形状。“微型折??纸工艺是20多年前开发的，很高兴看到这项技术的全部潜力现在可用于新型微电子应用。”OliverG.Schmidt教授叹了口气。研究团队将微型折纸磁传感器的3D阵列集成到一个有源矩阵中，每个单独的传感器都可以通过微电子电路方便地寻址和读取。“有源矩阵磁传感器与自组装微型折纸架构的结合是高分辨率3D传感系统小型化和集成的一种新方法。DaniilKarnaushenko博士，他对项目的概念、设计和实施做出了决定性的贡献。微小的毛发实时预测和感知触摸方向研究团队成功地将3D磁场与磁性根毛传感器集成到人造电子皮肤中。电子皮肤由弹性材料制成，其中嵌入电子元件和传感器，类似于与神经交织在一起的有机皮肤。底层的3D磁传感器可以检测头发何时被触摸和弯曲磁根的移动和准确位置。也就是说，传感器矩阵不仅能够记录头发的裸露运动，还能确定运动的确切方向。就像真人皮肤一样，e-skin上的每一根毛发都成为一个完整的传感器单元，可以感知和检测附近的变化。3D磁传感器和磁性发根之间的实时磁机械耦合通过电子皮肤系统提供了一种新型的触觉感知。当人类和机器人紧密合作时，这种能力非常重要。例如，机器人可以提前感知与人类同伴的互动，并在有意接触或意外碰撞即将发生之前提供许多细节。近年来，机器人拟人化逐渐成为新的发展趋势。比如英国EngineeredArts团队去年推出的机器人Ameca，团队称之为“机器人的未来”，代表了人类机器人的最高水平。看着CG特效一样的动作表情，难怪很多网友会想到恐怖谷效应。据了解，机器人的硬件和软件都是模块化的，易于升级迭代，还可以独立运行，也就是说，有时候我们甚至不需要一个完整的机器人，只需要控制头部即可，或者根据项目组的说法，AI通常只是在代码层面，并没有栩栩如生的成品机器人那么戏剧化。但在软件层面，有AI程序和硬件层面的模拟表达技术积累，Ameca可以与任何人建立即时融洽关系。目前Ameca全系列的运动器械仅限于上半身，下半身还在开发中。此外，2021年，美国哥伦比亚工程学院CreativeMachinesLab发表了关于EVA机器人的研究。这种新型机器人有一张柔软而富有表情的脸，可以对微笑等表情做出反应。据了解，该团队使用3D打印来制造精密复杂的零件。EVA的头骨无缝地结合在一起，经过数周的调整，EVA可以微笑、皱眉或看起来不高兴，具有一定的真实感。随后，研究人员开始引导EVA利用人工智能对面部动作进行编程，通过“观察”面部表情，通过人工智能“读取”他人的表情，然后反映到自己的“脸上”。事情是这样的：1970年，描绘人类对机器人和非人类物体的感受的恐怖谷效应问世。该理论指出，如果一个实体“不是拟人化的”，那么它的类人特征（例如毛绒玩偶的脸）将很显眼且易于识别，从而使人类更容易喜欢它。相反，如果一个实体“足够拟人化”，它的非人形特征就会变得突出，在人类观察者眼中产生一种古怪的感觉。如今，随着科技的进步，基于恐怖谷效应，一些研究成果会在比类人机器人更逼真的领域被归类为恐怖谷底部，给人以毛骨悚然的感觉。但也许未来有一天，恐怖谷效应会随着科技的发展而被超越，我们拭目以待。相关文章：https://www.theengineer.co.uk/content/other/artificial-hairs-provide-added-sensitivity-to-e-skinhttps://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10781647/Scientists-developing-robot-electronic-HAIRS-mimic-natural-touch-human-skin.html
