机器人的五感认知技术研究分析

要让机器人能真正像人一样思考，则不仅需要为其配备类人的“大脑”，与人相近的认知外界的方式也是不可或缺的。耳聪目明和头脑灵活都是人类拥有良好智力的表现，机器人亦需中枢与终端并重。

深度学习能力是反映机器人智能化程度的重要标志，因而也是当前各大科技公司研发的重点。通过研究和模拟人类神经网络的结构及运转方式，并将科研成果逐步应用于设计实践，机器人的深度学习能力不断增强，智力日益提高，“思维”变得越来越像人。不过，要让机器人能真正像人一样思考，则不仅需要为其配备类人的“大脑”，与人相近的认知外界的方式也是不可或缺的。

人类对外界的认知主要来源于五种感官，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉五感。因此，当前业界在赋予机器人以类人的知觉时，也主要据此分成五个分支。无论是虚拟机器人还是实体机器人，只要是往类人的方向发展，则都绕不开对这五类感官的模仿。只不过根据定位与功能的不同，而在感官种类与感知程度上有所差异。

视觉

人类所感知的信息有大约90%来自于视觉，相应地，机器视觉在机器人五感中也占有举足轻重的地位。机器人的“视觉器官”主要有光敏传感器、色敏传感器等。

上个月，美国卡内基梅隆大学工程学院的研究人员开发出一种可以自动识别和分类不同种类的金属3D打印粉末的机器视觉技术，准确率超过95%，有望在5年内普及。计算机的粉末识别能力实际上比训练有素的人更好。研究人员认为他们的工作会有助于未来的自主微观结构分析研究。

听觉

对于人类而言，听觉是仅次于视觉的接收外界信息的感官。而当下大热的智能语音服务，除了对机器人的语言学习能力提出了很高的要求，同时也是对机器人听觉的重大考验。与机器听觉有关的主要是声敏传感器。

不满足于iPhone的Siri等软件只能识别语音的功能，美国机器人专家JosephRomano与其合作者在宾夕法尼亚大学创建了一个名叫ROAR（全称为机器人操作系统的开源音频识别器）的软件工具。该软件能帮助机器人专家训练机器对更宽泛意义的声音作出反应。虽然这项技术还处在研发初期阶段，但Romano认为它的潜力是巨大的。

嗅觉

比起视觉和听觉，嗅觉的应用范围没有那么广，但是对于一些用于特定目的的机器人来说是至为关键的感官。气敏传感器是赋予机器嗅觉的主要机械。

2015年，日本东京大学、住友化学公司和神奈川科学技术研究院借鉴昆虫的嗅觉结构，开发感知人体汗味的感测器，该装置可安装在机器人上，助其迅速发现失踪者，防止救援队的二次灾害。去年，美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队从蝗虫的嗅觉得到了灵感，开发出新式的仿生机器人感测系统，可用于嗅出爆炸物等危险品。

味觉

机器人无需进食，业界对于机器味觉的研究也相对少些。不过，服务于餐饮业的机器人理所当然地进化出了不错的品尝能力。得益于化学传感器的帮助，机器人有了“味觉”。

去年，西班牙巴利亚多利德大学化学系教授MariaLuzRodriguez-Mendez开发了一款品酒师机器人BeerTongue。它拥有“电子舌”，可以通过传感器和化学方法品鉴啤酒，分辨准确率已经达到82%。

触觉

触觉对于实体机器人无疑十分重要，无论是在工厂里还是在家庭中，拥有触觉往往能提升机器人的服务质量。机器人触觉主要通过压敏、温敏和流体传感器来获得。

日前，美国卡耐基梅隆大学的科学家开发出一个机器人系统Fingervision，其内部配有一台小型相机来充当手指从而“感知”物体。他们用一对用桌面级3D打印机所打印的夹持器来充当机器人的双手。Fingervision的意义在于让庞大的机器人抓取物体的时候，能通过触觉来感知物品是否出现滑动从而来控制握力。

唯有以敏锐的五感有效收集外界信息，再配合强大的深度学习能力进行信息分析处理，机器人的智能化程度才能得到全面提升。耳聪目明和头脑灵活都是人类拥有良好智力的表现，机器人亦需中枢与终端并重。