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一台机器有了哪些“感官”才能进化成人

人类从外界获取信息必须借助于我们的感觉器官,但机器人是没有感觉器官的,那么机器人接受传递外界信息也需要有着同样功能的感觉器官——传感器。科学家创造机器人的终极目标与人类无限接近,那么机器人到底要装什么样的传感器,要装多少才能实现真正意义上的机器人,而不是一个类人的机器。机器人的视觉、力觉、触觉早已进入实用阶段,而其他的感官,如听觉、嗅觉、味觉、滑觉等还有待攻克。今天小编就带您扒一扒那些能让机器变成人的机器“感官”。

根据检测对象的不同机器人传感器可分为内部传感器和外部传感器。内部传感器是用来检测机器人本身状态(如手臂间角度)的传感器,多为检测位置和角度的传感器;外部传感器指用来检测机器人所处环境(如是什么物体,离物体的距离有多远等)及状况(如抓取的物体是否滑落)的传感器。具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器,听觉传感器等。我们今天所说的只是外部传感器。

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视觉传感器——光敏元件

20世纪50年代后期出现,发展十分迅速,是机器人中最重要的传感器之一。机器视觉从20世纪60年代开始首先处理积木世界,后来发展到处理室外的现实世界。20世纪70年代以后,实用性的视觉系统出现了。视觉一般包括三个过程:图像获取、图像处理和图像理解。相对而言,图像理解技术还很落后。

视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源,主要由一个或者两个图形传感器组成,有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机,也可以是最新出现的数字摄像机等。

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听觉传感器——声敏元件

听觉传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动,导致电容的变化,而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压,经过A/D转换被数据采集器接受,并传送给计算机。

机器人进行声音识别一般分为两大类:特定人的语音识别系统和非特定人的语音识别系统。特定人语音识别方法是将事先指定的人的声音中的每一个字音的特征矩阵存储起来,形成一个标准模板(或叫模板),然后再进行匹配。而非特定人的语音识别系统大致可以分为语言识别系统,单词识别系统,及数字音(0~9)识别系统。非特定人的语音识别方法则需要对一组有代表性的人的语音进行训练,找出同一词音的共性,这种训练往往是开放式的,能对系统进行不断的修正。

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触觉传感器——压敏、温敏、流体传感元件

触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能,研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。随着微电子技术的发展和各种有机材料的出现,已经提出了多种多样的触觉传感器的研制方案,但目前大都属于实验室阶段,达到产品化的不多。触觉传感器按功能大致可分为接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器等。

接触觉传感器用以判断机器人(主要指四肢)是否接触到外界物体或测量被接触物体的特征的传感器。接触觉传感器有微动开关、导电橡胶、含碳海绵、碳素纤维、气动复位式装置等类型。

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嗅觉/味觉传感器——化学元件

仿生嗅觉/味觉传感器即我们常说的电子鼻/电子舌,它主要由两个部分构成,首先是作为敏感元件的生物活性组分,能与目标分子或离子发生相互作用,产生特异响应。另一部分是作为换能器的物理化学探测器,能把敏感元件产生的响应转换为更易于处理和分析的物理信号,比如电信号。最后仿生传感器与信号处理以及显示相关的电子电路和仪器相结合构成一个完整的检测系统,使检测的结果能以更加友好的方式呈现出来。因此,这三部分构成了一个仿生系统,部分继承了生物化学感觉系统所特有的响应迅速、灵敏度高、选择性好等优点。

但是目前我们只能对特定的嗅觉/味觉进行识别,对多种嗅觉/味觉识别只能依靠多种不同功能的传感器来集成,通用性较差,在机器人身上并未得到太多的应用。

然而,机器人只有五官远远不够,一般来说,感官越丰富的机器人,其内部就会有越多的传感器。换句话说,如果你的机器人并不是那么灵敏,也许就是因为少了传感器。随着传感器的发展进步,机器人会越来越像人。

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