在加利福尼亚大学圣地亚哥分校（UCSD）的工程师团队取得了突破性进展，他们设计出一只机器手，可以仅凭触觉旋转物体，而无需视觉输入。这种创新的方法是受到人类无需看到物体就能轻松处理它们的启发。
触觉敏感的物体操作方法
该团队在一只四指机器手上配备了16个触觉传感器，分布在手掌和手指上。每个传感器的成本约为12美元，执行的功能很简单：它检测物体是否触碰到它。这种方法独特之处在于它依赖于大量低成本、低分辨率的触觉传感器，使用简单的二进制信号（触碰或未触碰）来进行机器手内部的旋转。
相比之下，其他方法依赖于少数高成本、高分辨率的触觉传感器，固定在机器手的一个小区域，主要是在指尖。该研究的负责人、加利福尼亚大学圣地亚哥分校电气与计算机工程学教授王晓龙解释说，这些方法有几个限制。它们减少了传感器与物体接触的机会，限制了系统的感知能力。提供关于质感信息的高分辨率触觉传感器非常难以模拟，并且价格昂贵，使得在实际实验中使用它们具有挑战性。
旋转无需视觉：通过触觉实现手部灵活性在YouTube上观看此视频
二进制信号的力量
“我们证明了我们不需要关于物体质感的细节来完成这个任务。我们只需要简单的二进制信号，即传感器是否触碰到物体，这要容易得多，可以模拟并转移到现实世界中，”王教授说。
该团队使用模拟的虚拟机器手旋转各种物体（包括形状不规则的物体）的过程来训练他们的系统。系统在旋转过程中评估手上的哪些传感器被物体触碰到，并评估手的关节的当前位置以及它们之前的动作。利用这些信息，系统指导机器手在下一个时间点哪个关节需要去哪里。
机器人操作的未来
研究人员在尚未遇到的物体上测试了他们的系统和真实机器手。机器手能够旋转各种物体而不会停顿或失去控制。这些物体包括番茄、辣椒、一罐花生酱和一只玩具橡皮鸭，其中玩具橡皮鸭由于其形状而是最具挑战性的物体。形状更复杂的物体旋转所需的时间更长。机器手还可以围绕不同的轴旋转物体。
该团队目前正在努力扩展他们的方法以应对更复杂的操作任务。他们目前正在开发技术，使机器手能够抓取、投掷和玩弄物体。王教授说：“手部操作是我们人类常见的技能，但对于机器人来说非常复杂。如果我们能给机器人这种技能，就能为他们能够执行的任务打开大门。”
这一发展在机器人领域迈出了重要的一步，可能为机器人在黑暗或视觉挑战环境中操作物体铺平道路。