一、王舒【導(dǎo)讀】
如何讓軟體機(jī)器人像人體皮膚一樣多模態(tài)感知是禹趙玉良當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。不同模態(tài)如觸碰、團(tuán)隊(duì)體機(jī)態(tài)識應(yīng)變和溫度觸碰、凝膠應(yīng)變和溫度在軟體機(jī)器手指傳感時(shí)彼此耦合。傳感但如果將柔性傳感技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合起來，對軟多模賦予軟體機(jī)器人多模態(tài)自主感知能力,潛在可以解決軟體機(jī)器的器人模態(tài)解耦問題。
二、別材【成果掠影】
近日，料牛以東北大學(xué)秦皇島分校控制工程學(xué)院研究生孫照佳第一作者的王舒研究論文”Discriminating Soft Actuators’ Thermal Stimuli and Mechanical Deformation by Hydrogel Sensors and Machine Learning”在WILEY旗下的人工智能旗艦期刊Advanced Intelligent Systems（AIS）上發(fā)表，指導(dǎo)教師與通訊作者為王舒禹老師。禹趙玉良
三、團(tuán)隊(duì)體機(jī)態(tài)識【數(shù)據(jù)概覽】
圖 1?軟體機(jī)器手指上集成兩個(gè)水凝膠可拉伸傳感器，凝膠感知應(yīng)變、傳感溫度、對軟多模觸碰信息。這些信息被AI模型處理進(jìn)而判斷是否為自由彎曲、觸碰、觸碰熱物體、扭曲、拉伸，這五個(gè)狀態(tài)
該研究用基于PAAm的可拉伸水凝膠材料，具有對應(yīng)變的響應(yīng)和低滯后性，并且它對溫度極為靈敏（TCR = -3.8%/oC）。用其制成傳感器能夠?qū)崟r(shí)將來自自身形變（彎曲、扭曲、拉伸）和外部環(huán)境（溫度，物體接觸）的刺激轉(zhuǎn)換成雙通道電信號，使軟體機(jī)器人擁有自主感受的能力。
圖 2自由彎曲、觸碰、觸碰熱物體、扭曲、拉伸，這五個(gè)狀態(tài)所分別對應(yīng)的傳感器的采集信息。
機(jī)器學(xué)習(xí)可以從大量復(fù)雜的傳感器數(shù)據(jù)中自動(dòng)學(xué)習(xí)，以進(jìn)行智能決策。該課題組進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，通過采集數(shù)據(jù)集搭建機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練后，達(dá)到對軟機(jī)器人彎曲、接觸物體，接觸熱物體、扭曲以及拉伸五類動(dòng)作準(zhǔn)確識別。綜上，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法與柔性傳感器相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人對于自身以及外部環(huán)境的智能感知，為軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主感知提供了新思路。
圖 3?(a)機(jī)器學(xué)習(xí)模型框架。(b)將分類結(jié)果用tSNE映射到低維空間 (c) 混淆矩陣表示對不同狀態(tài)的分類
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河北省省自然基金委的資助，東北大學(xué)秦皇島分校與河北省微納精密光學(xué)傳感與檢測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為通訊單位。論文在發(fā)表過程中得到了美國Virginia Tech(現(xiàn)在在Michigan Ann Arbor)的Lei Zuo 教授的大力支持。
研究成果鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202200089
