電子皮膚和機(jī)器學(xué)習(xí)在智能軟體機(jī)器人的應(yīng)用

皮膚在生物系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，保護(hù)機(jī)體并實(shí)時感知外部環(huán)境。電子皮膚(e-skin)通過嵌入了一個由機(jī)械、化學(xué)、振動、溫度或疼痛感受器組成的密集網(wǎng)絡(luò)，這些感受器在協(xié)同作用下模擬皮膚產(chǎn)生的軀體感覺。對于機(jī)器人來說，各種各樣的傳感器嵌入他們的身體，才能使他們獲得環(huán)境相關(guān)的信息。隨著軟體機(jī)器人的研究日益增多，機(jī)器人系統(tǒng)面臨著傳感器集成的諸多挑戰(zhàn)，包括可拉伸的多模態(tài)傳感、高分辨率且大面積傳感器陣列的嵌入以及多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等。

近期，《SCIENCE ROBOTICS》刊登了《Electronic skins andmachine learning for intelligent soft robots》的文章。文中對電子皮膚、軟體機(jī)器人和機(jī)器學(xué)習(xí)之間的交叉研究的進(jìn)展(圖1)做了總結(jié)，并對研究中的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景進(jìn)行了討論。文中以跨學(xué)科綜述、電子皮膚的應(yīng)用和機(jī)遇及前景三個主題展開，深入地介紹了一體化電子皮膚的設(shè)計(jì)和制造、基于皮膚的軟體機(jī)器人傳感、機(jī)器學(xué)習(xí)在柔性電子皮膚上的應(yīng)用、形狀感知、面向軟體機(jī)器人的反饋控制和機(jī)器人的操作等。