近些年来，机器人行业发展迅速，机器人被广泛应用于各个领域尤其是工业领域，不难看出其巨大潜力。与此同时，我们也必须认识到机器人行业的蓬勃发展，离不开先进的科研进步和技术支撑。以下，我们将盘点十大机器人最前沿技术，供各位机械精英参考。
1.软体机器人——柔性机器人技术
柔性机器人关阀门
柔性机器人技术是指采用柔韧性材料进行机器人的研发、设计和制造。柔性材料具有能在大范围内任意改变自身形状的特点，在管道故障检查、医疗诊断、侦查探测领域具有广泛应用前景。
2.机器人可变形——液态金属控制技术
英国科学家通过编程控制液态金属
液态金属控制技术指通过控制电磁场外部环境，对液态金属材料进行外观特征、运动状态准确控制的一种技术，可用于智能制造、灾后救援等领域。
液态金属是一种不定型、可流动液体的金属，目前的技术重点主要集中在液态金属的铸造成型上，液态机器人还只是一个美好的愿景。
3.生物信号可以控制机器人——生肌电控制技术
意大利技术研究院研发的儿童机器人iCub
生肌电控制技术利用人类上肢表面肌电信号来控制机器臂，在远程控制、医疗康复等领域有着较为广阔的应用。
4.机器人可以有皮肤——敏感触觉技术
触觉机械手“Gentle Bot”抓取西红柿
敏感触觉技术指采用基于电学和微粒子触觉技术的新型触觉传感器，能让机器人对物体的外形、质地和硬度更加敏感，最终胜任医疗、勘探等一系列复杂工作。
5.“主动”交流——会话式智能交互技术
采用会话式智能交互技术研制的机器人不仅能理解用户的问题并给出精准答案，还能在信息不全的情况下主动引导完成会话。
苹果公司新一代会话交互技术将会摆脱Siri一问一答的模式，甚至可以主动发起对话。
6.机器人有心理活动—— 情感 识别技术
日本SBRH研发的Pepper对人的感情识别
情感 识别技术可实现对人类 情感 甚至是心理活动的有效识别，使机器人获得类似人类的观察、理解、反应能力，可应用于机器人辅助医疗康复、刑侦鉴别等领域。
对人类的面部表情进行识别和解读，是和人脸识别相伴相生的一种衍生技术。
7.用意念操控机器——脑机接口技术
借助focausedu实现用意念写字
脑机接口技术指通过对神经系统电活动和特征信号的收集、识别及转化，使人脑发出的指令能够直接传递给指定的机器终端，可应用于助残康复、灾害救援和 娱乐 体验。
8.机器人带路——自动驾驶技术
“阿尔法巴”智能驾驶公交系统
应用自动驾驶技术可为人类提供自动化、智能化的装载和运输工具，并延伸到道路状况测试、国防军事安全等领域。
9.再造虚拟现场——虚拟现实机器人技术
mVR虚拟现实手术规划系统处理脊柱的临床案例
虚拟现实机器人技术可实现操作者对机器人的虚拟遥控操作，在维修检测、 娱乐 体验、现场救援、军事侦察等领域有应用价值。
10.机器人之间互联——机器人云服务技术
德国机器人展上的智能机械手
机器人云服务技术指机器人本身作为执行终端，通过云端进行存储与计算，即时响应需求和实现功能，有效实现数据互通和知识共享，为用户提供无限扩展、按需使用的新型机器人服务方式。
为机器人触觉技术了改善机器人技术中的触摸感应机器人触觉技术，科学家们开发了一种拇指形传感器机器人触觉技术，其中隐藏了一个摄像头，并训练了一个深度神经网络来推断其触觉接触信息。当有东西接触手指时，系统会根据其柔性外壳的可见变形构造一个三维力图。这项研究发明显着改善了机器人手指的触觉感知，越来越接近人类皮肤的触觉。
在 2022 年 2 月 23 日发表在 Nature Machine Intelligence 上的一篇论文中，马克斯普朗克智能系统研究所 (MPI-IS) 的一组科学家介绍了一种名为“Insight”的强大软触觉传感器，它使用计算机视觉和深度神经网络准确估计物体与传感器接触的位置以及施加的力有多大。该研究项目是朝着机器人能够像人类和动物一样准确地感知周围环境迈出的重要一步。与其天然对应物一样，指尖传感器非常灵敏、坚固且分辨率高。
拇指形传感器由软壳制成，围绕轻质坚硬的骨架构建。这个骨架支撑着这个结构，就像骨头稳定了柔软的手指组织一样。外壳由混合了深色但反光铝片的弹性体制成，形成不透明的灰色，可防止任何外部光线进入。隐藏在这个手指大小的盖子内的是一个微型 160 度鱼眼摄像头，可记录由一圈 LED 照亮的彩色图像。
当任何物体接触传感器外壳时，传感器内部颜色图案的外观会发生变化。相机每秒记录多次图像，并将这些数据提供给深度神经网络。该算法甚至可以检测到每个像素中最小的光线变化。在几分之一秒内，经过训练的机器学习模型可以绘制出手指接触物体的确切位置，确定力的强度并指示力的方向。该模型推断出科学家所说的力图：它为三维指尖中的每个点提供了一个力向量。
“机器人触觉技术我们通过外壳的创新机械设计、内部定制的成像系统、自动数据收集和尖端的深度学习实现了这种出色的传感性能，”MPI-IS 的马克斯普朗克研究小组负责人 Georg Martius 说，机器人触觉技术他在那里他领导自主学习小组。他的博士学位。学生孙焕波补充道：“我们独特的软壳混合结构包裹着坚硬的骨架，确保了高灵敏度和稳健性。我们的相机可以从一张图像中检测到表面的最轻微变形。” 事实上，在测试传感器时，研究人员意识到它足够敏感，可以感觉到自己相对于重力的方向。
期刊参考
Materials provided by Max Planck Institute for Intelligent Systems . Note: Content may be edited for style and length.
如今的机器人已具有类似人一样的肢体及感官功能,有一定程度的智能,动作程序灵活,在工作时可以不依赖人的操纵。而这一切都少不机器人触觉技术了传感器的功劳,传感器是机器人感知外界的重要帮手,它们犹如人类的感知器官,机器人的视觉、力觉、触觉、嗅觉、味觉等对外部环境的感知能力都是由传感器提供的,同时,传感器还可用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态。并能够按照一定的规律转换成可用输出信号的一种器件,为了让机器人实现尽可能高的灵敏度,在它的身体构造里会装上各式各样的传感器,那么机器人究竟要具备多少种传感器才能尽可能的做到如人类一样灵敏呢?以下是从机器人家上看到的机器人触觉技术，希望对你有用
根据检测对象的不同可将机器人用传感器分为内部传感器和外部传感器。
内部传感器主要用来检测机器人各内部系统的状况,如各关节的位置、速度、加速度温度、电机速度、电机载荷、电池电压等,并将所测得的信息作为反馈信息送至控制器,形成闭环控制。
而外部传感器是用来获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,是机器人与周围交互工作的信息通道,用来执行视觉、接近觉、触觉、力觉等传感器,比如距离测量、声音、光线等。
具体介绍如下:
1、视觉传感器
机器视觉是使机器人具有感知功能的系统,其通过视觉传感器获取图像进行分析,让机器人能够代替人眼辨识物体,测量和判断,实现定位等功能。业界人士指出,目前在中国使用简便的智能视觉传感器占了机器视觉系统市场60%左右的市场份额。视觉传感器的优点是探测范围广、获取信息丰富,实际应用中常使用多个视觉传感器或者与其它传感器配合使用,通过一定的算法可以得到物体的形状、距离、速度等诸多信息。
以深度摄像头为基础的计算视觉领域已经成为整个高科技行业最热门的投资和创业热点之一。有意思的是,这一领域的许多尖端成果都是由初创公司先推出,再被巨头收购发扬光大,例如Intel收购RealSense实感摄像头、苹果收购Kinect的技术供应商PrimeSense, Oculus又收购了一家主攻高精确度手势识别技术的以色列技术公司PebblesInterfaces。在国内计算视觉方面的创业团队虽然还没有大规模进入投资者的主流视野,但当中的佼佼者已经开始取得了令人瞩目的成绩。
深度摄像头早在上世纪 80 年代就由 IBM 提出相关概念,这家持有过去、现在和未来几乎所有硬盘底层数据的超级公司,可谓是时代领跑者。2005年创建于以色列的 PrimeSense 公司可谓该技术民用化的先驱。当时,在消费市场推广深度摄像头还处在概念阶段,此前深度摄像头仅使用在工业领域,为机械臂、工业机器人等提供图形视觉服务。由它提供技术方案的微软Kinect成为深度摄像头在消费领域的开山之作,并带动整个业界对该技术的民用开发。
2、声觉传感器
声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。声觉传感器主要用于感受和解释在气体(非接触感受)、液体或固体(接触感受)中的声波。声波传感器复杂程度可以从简单的声波存在检测到复杂的声波频率分析,直到对连续自然语言中单独语音和词汇的辨别。
据悉,从20世纪50年代开始,BELL实验室开发了世界上第一个语音识别Audry系统,可以识别10个英文数字。到20世纪70年代声音识别技术得到快速发展,动态时间规整(DTW)算法、矢量量化(VQ)以及隐马尔科夫模型(HMM)理论等相继被提出,实现了基于DTW技术的特定 人孤立语音识别系统。近年来,声音识别技术已经从实验室走向实用,国内外很多公司都利用声音识别技术开发出相应产品。比较知名的企业有思必驰、科大讯飞以及腾讯、百度等巨头,共闯语音技术领域。
3、距离传感器
用于智能移动机器人的距离传感器有激光测距仪(兼可测角)、声纳传感器等,近年来发展起来的激光雷达传感器是目前比较主流的一种,可用于机器人导航和回避障碍物,比如SLAMTEC-思岚科技研发的RPLIDARA2激光雷达可进行360度全方面扫描测距,来获取周围环境的轮廓图,采样频率高达每秒4000次,成为目前业内低成本激光雷达最高的测量频率。配合SLAMTEC-思岚科技的SLAMWARE自主定位导航方案可帮助机器人实现自主构建地图、实时路劲规划与自动避开障碍物。
4、触觉传感器
触觉传感器主要是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能,研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。随着微电子技术的发展和各种有机材料的出现,已经提出了多种多样的触觉传感器的研制方案,但目前大都属于实验室阶段,达到产品化的不多。
5、接近觉传感器
接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间,可以测量距离和方位,而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能,来判断对象物体的方位、外形,同时识别其表面形状。因此,为准确抓取部件,对机器人接近觉传感器的精度要求是非常高的。这种传感器主要有以下几点作用:
发现前方障碍物,限制机器人的运动范围,以避免不障碍物収生碰撞。
在接触对象物前得到必要信息,比如与物体的相对距离,相对倾角,以便为后续动作做准备。获取物体表面各点间的距离,从而得到有关对象物表面形状的信息。
6、滑觉传感器
滑觉传感器主要是用于检测机器人与抓握对象间滑移程度的传感器。为了在抓握物体时确定一个适当的握力值,需要实时检测接触表面的相对滑动,然后判断握力,在不损伤物体的情况下逐渐增加力量,滑觉检测功能是实现机器人柔性抓握的必备条件。通过滑觉传感器可实现识别功能,对被抓物体进行表面粗糙度和硬度的判断。滑觉传感器按被测物体滑动方向可分为三类:无方向性、单方向性和全方向性传感器。其中无方向性传感器只能检测是否产生滑动,无法判别方向;单方向性传感器只能检测单一方向的滑移;全方向性传感器可检测个方向的滑动情况。这种传感器一般制成球形以满足需要。
7、力觉传感器
力觉传感器是用来检测机器人自身力与外部环境力之间相互作用力的传感器。力觉传感器经常装于机器人关节处,通过检测弹性体变形来间接测量所受力。装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现,有利于满足控制系统的要求。目前出现的六维力觉传感器可实现全力信息的测量,因其主要安装于腕关节处被称为腕力觉传感器。腕力觉传感器大部分采用应变电测原理,按其弹性体结构形式可分为两种,筒式和十字形腕力觉传感器。其中筒式具有结构简单、弹性梁利用率高、灵敏度高的特点;而十字形的传感器结构简单、坐标建立容易,但加工精度高。
8、速度和加速度传感器
速度传感器有测量平移和旋转运动速度两种,但大多数情况下,只限于测量旋转速度。利用位移的导数,特别是光电方法让光照射旋转圆盘,检测出旋转频率和脉冲数目,以求出旋转角度,及利用圆盘制成有缝隙,通过二个光电二极管辨别出角速度,即转速,这就是光电脉冲式转速传感器。
加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。
机器人要想做到如人类般的灵敏,视觉传感器、声觉传感器、距离传感器、触觉传感器、接近觉传感器、力觉传感器、滑觉传感器、速度和加速度传感器这8种传感器对机器人极为重要,尤其是机器人的5大感官传感器是必不可少的,从拟人功能出发,视觉、力觉、触觉最为重要,目前已进入实用阶段,但它的感官,如听觉、嗅觉、味觉、滑觉等对应的传感器还等待一一攻克。
