机器人拥有类人感知是如何实现的

如今让机器人用恰当的力量抓取东西仍然很困难，因为其不能拥有人类的感觉，必然会在力量的使用方面缺少很好的把控。

而真正的触觉技术是在抓握时表现出来的“柔韧性”。就像人类在用指尖触摸后感知事物，轻轻地抓住柔软度不同的物体一样。

近日，丰田通商集团的先端电子有限公司及其集团公司先端系统设计有限公司（NSD）共同开发了一款可以使机器人拥有触觉的系统，此款系统将配备モーションリブ株式会社的ABC-Core芯片，通过触觉回放模块为使用真实触觉的机器人提供技术支持。

モーションリブ株式会社在2019年5月成为Real Haptics Technology Council的成员。这是庆应义塾大学触觉研究中心组织的一次产学合作会议，目的是使用真实的触觉来启动和推广新业务。目前，该公司正与NSD联合研发搭载了庆应义塾大学持有知识产权的“Real-HapTIcs”技术和モーションリブ株式会社的ABC-Core芯片的触觉回放模块。配备了该技术的演示机已于8月完成，并于9月推出给用户。到11月29日，技术支持和理事会成员公司宣布已可以使用。目前，他们已经开始提供配备“ Real HapTIcs ABC-Core”的模块，帮助机器人可以轻柔地抓住柔软的物体。

“Real-HapTIcs”是一种“与真实物体和周围环境双向传输联系信息并再现触感”的技术。其核心是一种被称为ABC-Core的IC芯片。

此款芯片是一种力/触觉控制器，用于控制伺服电机的力。除了位置，速度和力控制功能外，它还可以实现使两个电动机的运动同步的力触传递。另外，这款芯片使用了估算算法计算施加到电机的负载力，因此无需安装额外的力传感器或扭矩传感器。

在触觉传递方面，ABC-Core通过将两个电机连接并即时同步彼此的运动，实现在远程位置传递力触觉。由于力/触觉信息可以作为数字信息处理，因此可以实现对人的力量或触觉的扩展，例如扩大/减小力。

对于位置/速度/力控制，通过与应用程序（如PC /微型计算机/定序器等）连接，ABC-Core可以实现从应用程序中命令和测量电机位置、速度和力控制。通过将位置、速度和力控制目标值按任意比例组合来执行电机控制，可以实现从硬运动（位置控制）到软运动（力控制）的控制。

如何不使用力传感器进行力的测量呢？ABC-Core使用唯一的力估算算法，根据位置传感器信息计算出施加到电动机上的负载。这消除了对力传感器/扭矩传感器的需求，并减少了系统构造和维护成本。

为了实现API通讯，ABC-Core具有可以从应用程序进行操作的API（应用程序接口）。该API用于从应用程序发送控制开始/停止命令和控制目标值，并从ABC-Core接收测量值。数据发送/接收的通信方法是串行通信（UART或SPI）。

据悉，未来几十年间机器人数量将持续增加，而在需要体力劳动的行业中，机器人将大幅替代人类工作。到2050年前后，机器人数量将达到世界人口的五倍左右，即约为500亿。因此，“轻柔地拿软东西”是机器人发展的重要因素也是不可忽略的因素。

未来，真正的触觉技术将会使数字化的力量感知成为可能，并且有望实现“即使远隔千里也能感受到事物的硬度、柔软性和弹性”，同时可以“轻柔地抓住柔软的事物和细腻的事物”。另外，可以通过组合“位置控制”和“力控制”来实现最佳操作。这个时候的机器人会拥有更加优越的精致性和灵巧性，更加智能、类人。

机器人搭载触觉感知技术的优越性表现在：

1、行动超越空间

即使工人和物体离得很远，也可以感觉到触觉，从而可以在恶劣的环境下进行需要触觉的工作。

2、动作可视化

通过阅读和理解大师的技能，将隐性知识升华为形象知识，可以将专家技能传授给非专家学习人群。

3、行动超人性化

通过改善力/触觉数据，可以有力且快速地执行某项工作，并且可以用较小的力来控制较大的力。

4、从物联网到IoA（行动互联网）的行动内容转换