敏感的合成皮膚使機(jī)器人能夠感知自己的身體和周圍環(huán)境，這是與人緊密接觸的一項(xiàng)至關(guān)重要的功能。受到人類皮膚的啟發(fā)，慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種將人造皮膚與控制算法結(jié)合在一起的系統(tǒng)，并用它創(chuàng)建了第一個(gè)具有全身人造皮膚的自主人形機(jī)器人。

由Gordon Cheng教授及其團(tuán)隊(duì)開發(fā)的人造皮膚由六角形細(xì)胞組成，其大小約為2歐元硬幣(即直徑約1英寸)。每個(gè)都配備有微處理器和傳感器以檢測(cè)接觸，加速度，接近度和溫度。這種人造皮膚使機(jī)器人能夠更詳細(xì)地，更靈敏地感知周圍環(huán)境。這不僅幫助他們安全移動(dòng)。這也使它們?cè)谌烁浇僮鲿r(shí)更安全，并使他們能夠預(yù)測(cè)并積極避免事故發(fā)生。

將皮膚細(xì)胞本身是由戈登·程，慕尼黑工業(yè)大學(xué)認(rèn)知系統(tǒng)的教授在10年前開發(fā)。但是，本發(fā)明只有在將其集成到復(fù)雜系統(tǒng)中時(shí)才能充分發(fā)揮其潛力，如《 IEEE議事錄》(Proceedings)最新一期中所述。

通過基于事件的方法提高計(jì)算能力

開發(fā)機(jī)器人皮膚的最大障礙一直是計(jì)算能力。人體皮膚約有500萬個(gè)受體。在人造皮膚中實(shí)現(xiàn)來自傳感器的數(shù)據(jù)連續(xù)處理的努力很快就達(dá)到了極限。以前的系統(tǒng)很快就被數(shù)百個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)所淹沒。

為了克服這個(gè)問題，Gordon Cheng和他的團(tuán)隊(duì)使用神經(jīng)工程方法，不是連續(xù)監(jiān)視皮膚細(xì)胞，而是使用基于事件的系統(tǒng)來監(jiān)視。這樣可將處理工作量減少多達(dá)90%。訣竅：僅當(dāng)值更改時(shí)，各個(gè)單元才從其傳感器傳輸信息。這類似于人類神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式。例如，當(dāng)我們第一次戴上帽子時(shí)，我們會(huì)感到一頂帽子，但是我們很快就習(xí)慣了這種感覺。直到風(fēng)將其吹離我們的頭部之前，無需再次注意帽子。這使我們的神經(jīng)系統(tǒng)專注于需要身體反應(yīng)的新印象。