机器人触觉革命前夜：五大路线与数据困局

你敢让机器人给你按摩吗？在今年的WAIC上，我们体验后发觉居然还挺舒服。这台按摩机器人很大的不同在于，它搭载了触觉传感器。黄仁勋说，“触觉”是具身智能的最后一块拼图，真是如此吗？机器人有了触觉后，真的能更强大吗？为什么目前大多数机器人都还没有触觉？市场上有哪些路线与冲突呢？

第一个问题是，机器人为什么需要触觉？在一堆花生中，有几个是假的，如果只能看不能摸，人很难分辨。而搭载了触觉传感器的机器手，却能将假花生都挑出来。因为假花生是石头做的，表面更冰凉、更光滑，重量更重，还是实心的。这就是触觉的重要性，因为现实中有很多任务，无法单纯通过视觉完成。行业里做过实验，把正常人的手打麻药，让触觉神经短暂麻醉后，人手对于拧东西、抓握甚至系扣子等操作就会失灵。

你可能会疑惑，一些没有触觉的机器人，不是在很多任务上成功率都很高了吗？但业内人士指出，成功率高并不等于可用性强。只用视觉时，机器人可以放慢速度，每次微调1毫米，不断尝试后总能完成任务。所以如果只看成功率，这其实是伪命题。在这种情况下，力非常重要。例如，握东西要多紧、两个物体是否咬合，拧螺丝时不能等到螺丝拧花才意识到力过大。

触觉包含两种不同维度的信息：一类是对“力”本身的感知，另一类是对“形态学”的感知。力的感知分为静态力和动态力。静态力是抓握时持续施加的压力，动态力是物体滑动时产生的高频信号。形态学感知是对不同材料的分辨。目前市面上的方案主要有五种：压阻式、压电式、电容式、光学式和磁感应。

压阻式是最传统成熟的路线，材料受力后电阻值变化，只能测垂直方向的力，会随温度湿度漂移。压电式只对变化的力敏感，适合检测振动冲击，难以测静态力。电容式灵敏度高、响应快、成本低，但动态范围有限，易受电磁干扰。光学式也叫视触觉，通过摄像头检测材料形变，是精度最高的方式，但成本较高。磁感应结构类似光学式，但易受电磁干扰，分辨率有限。

多传感器结合或许是更好的方案。如果机器人想做到人类水平，是不是也需要全身布满触觉？但如果全身都用最好的技术，成本难以控制，不同部位要求不同。指尖精度要求高，用光学式可达高分辨率，但手掌手臂等部位面积大，用压阻式或电容式更容易覆盖。在一些简单应用场景，可选择精度不那么高的路径。电容式触觉传感器已被批量用于工厂分拣检测，采购价只有光学式的四分之一到二分之一。

除了力的感知，广义触觉还包括振动、材质感知，需依靠其他传感器补足。比如加入加速度计或麦克风，能更有效捕捉高频振动信号。目前行业最前沿、精度最高的是光学式。一目科技创始人Eric的公司选择了这个方向。2009年MIT教授Edward Adelson团队提出GelSight，让机器人第一次拥有类似“视觉”的触觉能力。光学式分辨率高，已超过人类。人的指尖约1平方厘米，布了3000个触觉感知点，而传感器现在可做到24万个点。

但代价不小，从材料、结构、算法、成本四方面看。材料有三大要求：特别软、耐磨、尽量薄，但这三点天然对立，无法同时满足。Eric表示这是“不可能三角”，只能找平衡或新方法。行业出现一种“可恢复性材料”，划破后能自愈。结构方面，手指越小越灵活，要求传感器尽可能小。产品厚度和SIM卡大小基本一致，不到16毫米。要做得小，材料要薄，还得从摄像头上下功夫，降低对焦距离，扩大视场角。