據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》報(bào)道，歐洲的研究人員已經(jīng)研發(fā)出了一個(gè)有著類(lèi)似人的手和手臂的新型機(jī)器人" title="器人">器人，而且更妙的地方在于，該機(jī)器人手臂由一個(gè)類(lèi)似人類(lèi)小腦的“電子腦”控制。這個(gè)新型機(jī)器人的出現(xiàn)使得科學(xué)家對(duì)類(lèi)人機(jī)器人的研究更進(jìn)了一步。?
“Sensopac”計(jì)劃是由歐洲資助的一項(xiàng)以研發(fā)具有類(lèi)似人的身體和認(rèn)知能力的機(jī)器人為目標(biāo)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目的合作者派屈克.范德斯馬特(Patrick?van?der?Smagt)說(shuō)：“好萊塢電影中出現(xiàn)的智能機(jī)器人給我們的工作帶來(lái)了巨大的壓力。那些曾出現(xiàn)在好萊塢電影中的經(jīng)典角色，如多愁善感的禮儀機(jī)器人C-3PO和有著楚楚可憐的大眼睛，聲音天真無(wú)邪的WALL-E都讓人們確信這樣的類(lèi)人機(jī)器人是真實(shí)存在的，但只有我們研究人員才能真實(shí)的體會(huì)要研發(fā)這樣的具有人類(lèi)基本能力的機(jī)器人有多么困難。”當(dāng)然，那些能發(fā)揮靈活作用的機(jī)器人的確能給人們的日常生活帶來(lái)革命性的影響。例如，現(xiàn)有的機(jī)器人中，可以迅速且準(zhǔn)確地執(zhí)行重復(fù)動(dòng)作的機(jī)器人可以幫助組裝汽車(chē)或者電腦。不過(guò)，范德斯馬特卻認(rèn)為它們還不夠聰明靈活，因?yàn)椴粔蛎舾小?
由神經(jīng)學(xué)家和機(jī)器人專(zhuān)家組成的國(guó)際研究小組" title="研究小組">研究小組認(rèn)為研發(fā)一個(gè)具備智能性、靈活性和敏感性機(jī)器人的最好方法就是模擬人類(lèi)的身體和大腦。而這種方法被稱(chēng)之為“仿生”。歐盟的第六框架計(jì)劃為該項(xiàng)目投資了650萬(wàn)歐元，經(jīng)過(guò)兩年半的研究，sensopac計(jì)劃的科學(xué)家設(shè)計(jì)出了一個(gè)類(lèi)人的機(jī)器人手臂，并有著一只靈巧而敏感的手。更妙的地方在于，其手和手臂均由一個(gè)類(lèi)似人類(lèi)小腦功能的計(jì)算機(jī)程序控制。范德斯馬特說(shuō)：“我們制成的機(jī)器人手臂能運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，也表現(xiàn)出了很高的任務(wù)精度，如果你將它與別的機(jī)器人系統(tǒng)相比較的話(huà)，可算是遙遙領(lǐng)先。”?
而研制成功需要踏出的第一步是使該機(jī)器人手臂能有像人類(lèi)一樣敏感的皮膚。為了達(dá)成這一目標(biāo)，研究人員首先要了解人類(lèi)的皮膚。不僅要知道皮膚對(duì)壓力與位置如何感知，還要清楚地知道直接的壓力從何而來(lái)等。由瑞典雨美大學(xué)(Ume??University)領(lǐng)隊(duì)的研究人員在德國(guó)航天航空中心進(jìn)行研究，發(fā)明了一種由碳原子填充的薄柔性材料且碳原子的電阻隨壓力變化，以此來(lái)模擬皮膚的感知能力。這種技術(shù)能把皮膚不同位置的遙感器傳遞的信息結(jié)合起來(lái)，并減少信息傳遞線的數(shù)量。范德斯馬特說(shuō)：“我們能將數(shù)百個(gè)探測(cè)器裝置收集的信息盡快地結(jié)合起來(lái)，并僅通過(guò)五條信息線進(jìn)行傳送。新研制的機(jī)器人手臂能對(duì)物體的形狀、壓力的大小和壓力的方位進(jìn)行判斷。”?
人類(lèi)的手臂和手能產(chǎn)生并控制一定的力量，而大部分的力量產(chǎn)生于控制著每個(gè)關(guān)節(jié)的反向肌肉群。德國(guó)航天航空中心的研究人員采用了相同的原理，他們?cè)谌斯な直鄣念?lèi)似人體“反向肌肉群”的部分安裝了58個(gè)電動(dòng)機(jī)，并由非線性彈簧控制整個(gè)手臂的活動(dòng)，現(xiàn)在正在處于測(cè)試階段" title="測(cè)試階段">測(cè)試階段。而他們發(fā)明的人工手與人類(lèi)手的功能非常相似，其手指靠38個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制" title="發(fā)動(dòng)機(jī)控制">發(fā)動(dòng)機(jī)控制，能靈活移動(dòng)。該人工手能自如地彈" title="地彈">地彈動(dòng)手指，能拿起一只雞蛋甚至能端起一杯咖啡。當(dāng)然，研究人員還需要進(jìn)行最基礎(chǔ)的分析，例如對(duì)人類(lèi)的手上數(shù)百個(gè)不同位置進(jìn)行詳細(xì)的MRI研究，力求獲得更精確的數(shù)據(jù)，而這在其他的研究中也是未曾有過(guò)的。
???
研究人員需要解決的另一大難題是為機(jī)器人手臂建造人造小腦。該研究小組從一開(kāi)始就知道，他們要研發(fā)的仿生手臂僅有敏感性、靈活性和力量是不夠的，還需要高度的智能化。蘇格蘭愛(ài)丁堡大學(xué)（University of Edinburgh）和瑞典隆德大學(xué)（Lund University）的科學(xué)家們認(rèn)為最好的辦法是研發(fā)模擬人腦的人造小腦。因此，研究人員的最終目標(biāo)是研發(fā)一塊微芯片，而該智能芯片能使這個(gè)機(jī)器人手臂具有人類(lèi)在真實(shí)環(huán)境中具備的技術(shù)能力。
范德斯馬特所設(shè)想的機(jī)器人手臂能通過(guò)感知杯子里所盛物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)自主“選擇”，例如對(duì)裝有水或是面粉的杯子進(jìn)行分辨，并把裝有水的杯子從一個(gè)地方移動(dòng)到指定的位置。他說(shuō)：“這也就意味著該智能系統(tǒng)不僅需要知道杯子里裝有水，而且還要判斷當(dāng)杯子里有合適的物質(zhì)時(shí)該如何處理。”
研究人員已經(jīng)使用軟件來(lái)模擬小腦的思維和信息整合等重要過(guò)程。范德斯馬特說(shuō)：“這也將是首個(gè)能控制機(jī)器人動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人造小腦”。在未來(lái)的六個(gè)月內(nèi)，他們將繼續(xù)深入研究人造小腦對(duì)機(jī)器人手臂的控制。機(jī)器人手臂的研制成功讓范德斯馬特很興奮，但也讓他意識(shí)到：“要達(dá)到像生物學(xué)上已獲得的成就，我們還有很遙遠(yuǎn)的路要走。但值得驕傲的是，通過(guò)不懈努力我們正在不斷地接近成功。”