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新加坡國立大學制造出具有觸覺的機器人皮膚

來源:CAAI認知系統與信息處理專委會      編輯:創澤      時間:2020/10/27      主題:其他
新加坡國立大學(NUS)的研究人員利用英特爾的神經形態芯片Loihi,開發出了一種人造皮膚,使機器人能夠以比人類感覺神經系統快1000倍的速度檢測觸覺。該系統還可以以比眨眼快10倍的速度識別物體的形狀、質地和硬度。研究人員認為,這項工作可以改善人機交互,使護理機器人和自動化機器人手術等更為可行。

在研究中,NUS研究團隊首先訓練一個裝有人造皮膚的機械手來閱讀盲文,機械手將觸覺數據傳遞給Loihi,由Loihi進行翻譯,準確率超過92%,并且功耗比標準Von Neumann(馮·諾依曼)處理器低20倍。

在這項工作的基礎上,新加坡國立大學團隊通過將視覺和觸覺數據結合到脈沖神經網絡(SNN)中,進一步提高了機器人的感知能力。為此,他們讓一個機器人利用來自人造皮膚和基于事件的相機的感官輸入,對裝有不同量液體的各種不透明容器進行分類。研究人員也使用了相同的觸覺和視覺傳感器,來測試感知系統識別旋轉滑移的能力,這對于穩定抓握至關重要。將觸覺和視覺數據結合在一起,訓練機械手使用人造皮膚和圖像采集設備對容器進行分類,并將數據發送到GPU和Loihi,演示了通過尖峰神經網絡將基于事件的視覺和觸摸相結合,使該系統比單獨使用視覺數據的準確性提高了10%。

研究人員還發現,Loihi處理傳感數據的速度比性能最佳的GPU高21%,而功耗卻降低了45倍。研究人員在近日的《機器人學:科學與系統(Robotics: Science andSystems)》上發表了他們的發現。新加坡國立大學計算學院計算機科學系的助理教授Harold Soh表示:“我們對這些研究結果感到興奮。這表明神經擬態系統有希望結合多傳感器,解決機器人感知能力難題。這讓我們朝著制造節能而且值得信賴的機器人又邁出了一步,這種機器人能夠在意外情況下迅速、恰當地做出反應!



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