如果你重重地摔倒并摔断了胳膊，你的身体会以惊人的速度告诉你有什么不对劲。然而，机器人没有神经元，因此需要一种方法来了解它们的人工身体发生了什么。
科奈尔大学机械工程副教授罗伯特·谢泼德说，设想一下，在一个机器人自主运行的未来，但一个肢体受伤了。“它会继续移动肢体，并认为它的手或脚处于一个位置，而实际上它处于另一个位置，”他说。“我们需要皮肤，或者类似神经的内部传感器，将这些信息三维地、持续地传递给机器人的控制器。”
谢泼德的实验室开发了一种泡沫、轻便且 人工智能 系统，该系统可以感知自身发生的情况——无论是泡沫向上还是向下弯曲，还是扭曲，或者两者兼有。这项成果 发表 在今天的《科学机器人学》杂志上。
工作原理如下：关键传感器是泡沫中的一层30根光纤，泡沫由硅胶制成。光纤从泡沫的一端伸出，并连接到其他设备。从这些光纤末端出来的光的强度可以让系统知道泡沫发生了什么。当泡沫处于静止状态时，光看起来是某种样子。如果泡沫弯曲或扭曲，光就会改变。
“所以，你可以通过观察光强度整体图案的变化来检测形状的变化，”科奈尔大学机械工程博士候选人、描述该泡沫的论文第一作者Ilse Van Meerbeek说。
人类显然有大脑来解读身体发生的一切，但这种泡沫没有大脑。为了完成这项工作，研究人员求助于 人工智能。为了构建人工智能，研究人员首先收集了关于当泡沫以已知方式弯曲或扭曲时，光纤发出的光如何变化的信息。这些数据使他们能够训练机器学习模型，他们可以利用这些模型来解释泡沫正在发生的事情。
这并不是研究人员可以用来观察软体机器人如何拉伸的唯一 传感策略：柔性电子传感器利用电流变化来检测拉伸方式，而谢泼德实验室 之前的研究 则使用可拉伸的光纤来测量物体是否变形。
当然，像这样的传感器对于机器人了解自身及其周围环境至关重要。谢泼德说，他是这篇新论文的资深作者。“你的机器人需要感知自己在世界中的位置。”
目前，科奈尔大学的泡沫和人工智能实验装置涉及泡沫外部的设备，但Van Meerbeek表示，有可能将所有设备小型化，目标是实现一种独立的、自感知的泡沫设置。她认为这种传感器系统的一个潜在应用是什么？“机器人学会自己行走，”她说，指的是软体“机器人”。“它必须能够感知自己的形状。”
