自我感知型敏感性皮肤（从疼痛中学习）

自我感知型敏感性皮肤（从疼痛中学习）论文的合著者Fengyuan Liu也表达了对这一成果的乐观态度：“这项研究可能能带来更先进的电子皮肤，使机器人能够以新的方式探索、并与世界互动，甚至有可能让电子假肢达到人类水平的触摸灵敏度。”“通过这个过程，我们已经能够创造出一种能够在硬件层面进行分布式学习的电子皮肤，它不需要在采取行动之前向中央处理器来回发送信息。相反，它通过减少所需的计算量，大大加快了对触摸的反应过程。”该项目的负责人、格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的Ravinder Dahiya教授说，“我们相信，这是我们在创造能够对刺激做出适当反应的，大规模神经形态打印电子皮肤的工作中，迈出的真正一步。”在过往的探索中，是将来自传感器的数据发送到计算机进行处理和解释，由于传感器通常会产生大量数据，这些数据需要很长时间才能得到正确的处理和响应，这通常会导致延迟。格拉斯哥研究团队选择的方式是：将电子皮肤上的电路充当为人工突触，将输入

六月初，英国格拉斯哥大学的一个工程师团队研发出一种人造皮肤，根据他们发表在《科学机器人》(Science Robotics)杂志的论文，该人造皮肤具有一种基于“突触晶体管”的新型处理系统，能够模仿大脑的神经通路以进行学习。

这一人造皮肤被称之为e-skin（计算电子皮肤），和曾被广泛探索的、在电子皮肤表面散布接触或压力传感器的方式不同，这一新型计算电子皮肤的灵感来自于人类外周神经系统如何解读来自皮肤的信号，以消除延迟和功耗。

在人类外周神经系统中，人的皮肤一旦接收到输入信息，周围的神经系统就会在接触点开始处理它。在其余信息被发送到大脑之前，周围的神经系统就先处理了重要的信息。这种感觉数据的减少使人体能够有效地利用向大脑发送数据所需的沟通渠道，此后，无需处理冗余信息的大脑几乎能立即做出回应，让身体做出适当的反应。

为了达到类似的效果，制造出一种具有计算效率的、类外周神经系统的电子皮肤，格拉斯哥的研究团队将168个突触晶体管网格直接打印在柔性塑料表面上，此后，他们将这些突触晶体管与一个人形机器人手掌上的皮肤传感器连接起来。当传感器被触摸时，它会记录下电阻的变化：小的变化对应轻的触摸，而更用力的触摸会产生更大的电阻变化。这种输入被设计成模仿人体感觉神经元的工作方式。

在过往的探索中，是将来自传感器的数据发送到计算机进行处理和解释，由于传感器通常会产生大量数据，这些数据需要很长时间才能得到正确的处理和响应，这通常会导致延迟。格拉斯哥研究团队选择的方式是：将电子皮肤上的电路充当为人工突触，将输入降低为一个简单的电压尖峰，其频率根据施加在皮肤上的压力的程度而变化，这一形式加快了信息的处理过程。

此后，该团队利用电压尖峰的不同输出来教会皮肤对模拟疼痛做出适当的反应，从而触发机器人的手做出反应。通过设置输入电压的阈值来引起反应，该团队可以让机器人的手在手掌中心受到尖锐的刺击时向后“躲避”。

——换句话说，它学会了通过模仿人类神经系统的工作方式处理信息，以此可以摆脱模拟出的“疼痛”，或是其他不适的来源。

“通过这个过程，我们已经能够创造出一种能够在硬件层面进行分布式学习的电子皮肤，它不需要在采取行动之前向中央处理器来回发送信息。相反，它通过减少所需的计算量，大大加快了对触摸的反应过程。”该项目的负责人、格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的Ravinder Dahiya教授说，“我们相信，这是我们在创造能够对刺激做出适当反应的，大规模神经形态打印电子皮肤的工作中，迈出的真正一步。”

论文的合著者Fengyuan Liu也表达了对这一成果的乐观态度：“这项研究可能能带来更先进的电子皮肤，使机器人能够以新的方式探索、并与世界互动，甚至有可能让电子假肢达到人类水平的触摸灵敏度。”

综合/编译：南都记者胡耕硕