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机器人普及需解决几大技术问题

  在机器人进入家庭之前,很多问题必须解决,包括传感器、马达、电力供应、以及人工智能。下面我们介绍一下这些技术领域的进展。


  机器人传感器

  工业控制领域,传感器无处不在,通常针对设备的应用特殊设计,比如温度、压力、pH值甚至图像。精确的感知环境是通用机器人的基础,人类皮肤包含多种传感器,可以感知压力、温度和物体接触,这个传感器网络足有上百万个传感器。目前,已经进行了很多类皮肤材料的研究。人工皮肤应该可以自我修复,感知压力和温度,Peratech公司(www.peratech.com)基于一项QuantumTunnelingComposite(QTC)的专利技术,开发出一种新型材料,粘胶中混合纳米导体材料,可以很好的检测到压力,该材料已经商用。


  而日本研究者构建了传感器阵列,不仅感知触摸,还能感知温度,在此技术基础上,增加更多的传感器,甚至可以感知光以及声音。


  机器人马达

  不论是线性还是旋转电机,在机器人应用中,都存在重量、尺寸和机械转换效率问题,旋转电机在人形机器人中很有用,当然,肌肉马达是更好的选择,或者某种会感应电场的材料。人类大约有640块肌肉成对操作,可改变长度大约为20%-40%,速度约每秒20%。


  德克萨斯大学研究者发现一种合成肌肉材料,由碳纳米管气凝胶片制造,可以伸缩220%,每秒30,000%!同时拥有超过钢铁的抗张强度,还可以在极限温度下使用(-196~1538℃),一旦这种技术应用于机器人,机器人和假肢将会非常敏捷和强壮。


  机器人大脑

  人类可以很轻松的穿过街道而不被汽车碰到,这个过程的运算量相当的大,而人却可以在无意识的状态下完成。让机器人完成这个动作,还有很多问题需要解决。当今的硅技术还有很多物理限制,下一代数字处理将使用量子设备,将会在单一设备中完成非常多的运算,还可以降低电力消耗。


  电力供应

  预期中的人形机器人必须能连续操作许多小时,而当今的电池技术,还不足以支撑目前的消耗,目前的电机和计算机需要上百瓦的电力,电池将很快用光。电力车的研究将帮助解决这个问题。


  随着新技术的发展,很多技术问题将被克服,进展速度也许会让我们大吃一惊。

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