人工皮肤和人工肌肉：让智能机器人更像人类
研究人工皮肤和人工肌肉只是机器人模拟人类的初步工作，要使机器人能够感知各种外界环境，就必须在机器人身体里植入各种各样的传感器。
自2016年起，人工智能再次成为全球焦点，原因在于谷歌旗下DeepMind公司开发了一个名为AlphaGo的人工智能(AI)系统，该系统先后与世界围棋冠军李世石和柯洁上演人机大战，并最终大胜人类冠军棋手。至此，全球掀起了人工智能热潮，众多企业纷纷向人工智能转型。与此同时，与人工智能息息相关的机器人也逐渐从科幻小说进入我们的视野，各种服务型机器人开始走进众多普通家庭，例如解放人类双手的扫地机器人、陪伴儿童成长的智能机器人、用于自主巡逻和人像识别的安保机器人，等等。甚至于，有些疯狂的公司和个人在打造机器人伴侣，以女友、伴侣形式进入人类世界。
与传统的工业机器人相比，各种服务型机器人在外形和智能化程度上更接近人类，而一些高仿真机器人更是面容艳美、身材姣好，颜值堪比明星。然而，目前的机器人产品远远未能模拟人类的特征。例如，人体的皮肤是由水、蛋白质、无机盐和脂肪酸组成的，质量很轻却又具有良好的力学强度，能感知外界温度、湿度、压力等环境的变化，在受到损伤之后还能自动愈合。大部分仿真机器人的皮肤是用硅胶制成的，硅胶的触感虽然跟人的皮肤相似，但缺乏真正皮肤的传感和自愈合功能。人的肌肉受人体神经的控制，在神经的支配下,会产生不同的收缩,进而完成行走、弯腰、抓握等动作，而目前即使是最先进的人形机器人或义肢，受限于笨重的发动机和液压系统，其灵活程度、力量与整体工作能力都与人类相差甚远。
未来，通过新材料技术的发展，我们如果能够在人工皮肤和人工肌肉方面取得突破，并结合人们在深度学习(deeplearning)方面的研究成果，将有可能打造出在体貌特征和学习能力等各方面均能与人类相媲美的智能机器人。
人工皮肤
如前所述，人体的皮肤是由水、蛋白质、无机盐和脂肪酸组成的，其中水分约占70%，蛋白质约占25%。有人曾这样生动地形容：皮肤就像浸在水里的胶状物。皮肤的质量占人体总质量的5%～15%，是人体中除了骨骼和血液外质量最大的组织。同时，皮肤也是人体最大的器官，和外界接触最为广泛。因此，皮肤是保护身体的第一道防线，是身体的外壳。它通过感知外界温度、湿度、压力等环境的变化，在我们身处恶劣环境时提前预警，使我们及时脱离险境。
美国斯坦福大学鲍哲南教授领导的团队多年来一直致力于进行“人造皮肤”的开发。此“人造皮肤”其实是一种独特的电子元件，它利用敏感的电子材料制成，可以被拉伸，能够感受微小的压力带来的电流变化。实际测试表明，这种材料能清晰地感知一只苍蝇或蝴蝶停留在其表面所产生的“触觉”，并且做出感应的速度极快。这种人造皮肤是一种高分子材料，鲍哲南将其称为“柔性电极材料”。这种材料具有广泛的应用价值，如果运用到医学上，就可以制成检测器，为癌症患者准确区分硬的癌细胞和软的健康细胞，从而快速、准确地切除癌细胞;如果用在汽车方向盘上，当驾驶人因困乏、走神等原因松开方向盘时，感应器就会及时提醒，避免发生交通事故;如果运用到机器人身上，机器人就可以轻轻拿起一只鸡蛋而不捏碎，使机器人各方面的性能得到极大的提高。
人的皮肤不仅可以感知压力，也可以感知温度和湿度。为了得到对温度和湿度高度敏感的人工皮肤，以色列理工学院的霍萨姆?赫科(HossamHaick)带领的研究团队将直径为5～8纳米的金纳米粒子置于由柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的基座顶部，得到了一种导电能力随温度、湿度变化而变化的传感器。这种传感器能够在低电压状态下运行，从而满足便携需求。这种检测温度、湿度的传感器未来可以应用到机器人的电子皮肤中。外科医生或许能够利用它来帮助患者恢复知觉。
人的皮肤除了具有感知外界环境的能力之外，还有一种本领就是在受到损伤之后能自动愈合。未来，智能机器人的皮肤也应该具有自修复功能。为了使人工皮肤具有自修复功能，人们将催化剂和修复液分别装进微脉管或微胶囊中，然后将微脉管或微胶囊分散在聚合物里。当材料遭受外力产生裂纹时，微脉管或微胶囊发生破裂，使催化剂和修复液迅速释放。修复液在催化剂的作用下发生交联聚合反应，生成新的网络大分子，阻止裂纹的扩展，从而完成对裂纹的修复。或者将可逆化学键引入高分子骨架中，这些化学键在一些外界因素(如pH、温度等)的影响下,键的断裂和形成可以达到可逆的动态平衡。因此，当这些键断裂以后，通过加热、光照、调控pH值等手段，甚至无须外界刺激就可重新形成，从而达到修复的目的。根据这个原理，鲍哲南团队将具有自修复能力的塑料和导电金属复合在一起，得到了导电的自修复柔性电极。该材料断裂后具有良好的修复能力。同一样品可在同一个地方反复切削，经过50次切削和修复，样品的柔韧性和伸展度仍完好如初。
人工肌肉
肌肉是生物学上可收缩的组织，具有信息传递、能量传递、废物排除、能量供给以及传动等功能，人类很早就致力于仿生物肌肉的“人工肌肉”研发。20世纪50年代，美国医生约瑟夫·麦吉本(JosephMcKibben)首次研制了气动驱动器，并发展成为商业上的McKibben驱动器。然而，作为人工肌肉材料，McKibben驱动器体积大，而且受到辅助系统的限制。形状记忆合金也被尝试用作人工肌肉材料，与同时代的驱动材料相比，它们具有高能量密度和低比重等特点，但同样存在许多不利因素，如形变不可预知性、响应速度慢以及使用尺寸受限等，这些都制约了其在人工肌肉材料方面的发展。电活性陶瓷是人工肌肉的另一个备选材料，其响应速度较形状记忆合金快，但脆性大，只能获得小于l%的应变。受到材料的限制，人工肌肉的研究一直处于缓慢发展阶段，直到一类新型材料——电活性聚合物(Electroactivepolymers，EAP)的出现。
EAP材料是指能够在电流、电压或电场作用下产生物理形变的聚合物材料，其显著特征是能够将电能转化为机械能。EAP可以产生的应变比电活性陶瓷大两个数量级，并且较形状记忆合金响应速度快、密度小、回弹力大。此外，它还具有类似人体肌肉的高抗撕裂强度及固有的振动阻尼性能等。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的裴启兵教授一直致力于研究基于电活性聚合物的人工肌肉。他们的材料厚度只有几十微米，加上导电涂层后可以叠加、卷绕成一定的形状，做成手指或者其他的形状。通电以后，“人工肌肉”便可产生形变。这种人工肌肉将为肌肉萎缩患者带来福音。只要将手机大小的“薄膜”贴在萎缩部位，通过电信号刺激，就可以带动肌肉运动，帮助患者正常行走。目前，这种“人工肌肉”器件已经到了实验室研发阶段，预计不久的将来能够投入市场。
与皮肤一样，肌肉也有自修复功能。因此，科学家也在想办法制备具有自修复功能的人工肌肉。美国加利福尼亚大学河滨分校的王朝教授利用能够自修复的弹性离子导体来实现这个目标。他们的材料能够在受到损伤后5分钟内实现自我修复，还可以拉伸到正常长度的2倍左右。与其他材料不同，它不需要任何外部刺激来触发这一过程，在室温下可以自发进行。在此基础上，他们制备了基于这种自修复弹性离子导体的人工肌肉。所得到的人工肌肉在接收到信号时也会做出反应，就像人类的肌肉(如二头肌)在收到大脑发送的信号时会移动一样。如果将人工肌肉的一部分切割成两个单独的块体，在不依赖外部刺激的情况下便可愈合，并且可恢复到与切割之前相同的性能水平。南京大学的研究团队也研发出一种弹性超强、可自修复且能通过电压控制动作的新材料，向研制智能化的人工肌肉迈出了重要一步。
前景与挑战
人类制造机器人的终极目标是要让机器人像人类一样高度智能化。然而，实现这个目标绝非易事。人体通过视觉、触觉、味觉、嗅觉、听觉等感官来获取外界信息和解析周边环境，通过心、肺、肾、肝、脾等器官进行各种生理活动，所有这些结构和功能都是极其精巧微妙的。研究人工皮肤和人工肌肉只是模拟人类的初步工作，尽管这些工作极具挑战性。
人体的皮肤相当于人身上的传感器。本质上讲，人类具有的所有感官都能够通过在机器人身上配置相应的传感器来实现。因此，要使机器人能够感知各种外界环境，就必须在机器人身体里植入各种各样的传感器。然而，机器人的内部空间极为有限，机器人有限的内部空间和人类对机器人无限感官的期待之间的矛盾，就像人民群众日益增长的物质文化需求同落后的社会生产之间的矛盾一样亟待解决。这就要求未来的传感器必须要做得更薄、更小，或者要求一个传感器具有多种功能。
目前的人工肌肉还存在诸多挑战性的难题。现有的材料还存在驱动电压高、形变小、响应速度慢、回弹力小等诸多问题。即便这些问题解决了，也需要通过器件的巧妙设计来实现对其形变的精确控制。未来，我们还需要进一步研究如何将神经信号转化成电信号，然后再把电信号转化为各种动作。这样，才能实现通过人工智能来控制机器人躯体的动作。
也许，经过多年的研究之后，我们能够制造出结构和功能非常完善的人工皮肤和人工肌肉，那时智能机器人一定会更像人类，也将成人类最好的“合作伙伴”!
李承辉，南京大学化学化工学院副教授。
本文来自《张江科技评论》
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1、你能接受已故亲人成为仿真机器人陪伴你吗？2、现在的人工智能仿真机器人，能流眼泪流汗吗？3、哪位大神有3DOneAI(人工智能三维仿真软件)V1.2免费版软件百度云资源4、日本推出仿真机器人，交流互动真的能与真人无异吗？5、人工智能应用领域有哪些？你能接受已故亲人成为仿真机器人陪伴你吗？科技的进步人工智能仿真，让我们的生活进步改变人工智能仿真了很多，这需要是一个好事情，但是任何事情都有两面性，科技的问题负面影响还有人们的议论很严重，比如现在很火的机械人，人们就会感到困惑人工智能仿真你能接受已故亲人成为仿真机器人陪伴你吗？我觉得我是可以接受的，它可以让我感觉到有亲人的感觉，但是这种始终不是他自己，不能代替他，只能说陪伴自己的作用而已，机械人即便在仿真也只是机械人而已，不会代替本人的。
首先我们必须要承认，科技的进步即便再厉害，但始终只是科技而已，是无法出现人的情感的，他们始终只是机械人，遵守命令，也就是代码的执行而已，但是现在的代码实现很复杂，可以让他们根据不同的情况处理问题，甚至是模仿回到原来的人的方式等，但是永远不会代替这个人，所以如果自己的亲人死亡了，但是很想念的话，可以作为替代的作品来陪伴自己，但是绝对不是这个人自己，这一点大家一定要明白。
任何生物一定都是遵守生老病死的人，机械人的存在是打破这一切的，所以始终无法拥有生命，也不会有情感，它只是一个机械，不要看介绍很厉害，实际用起来的时候就可以明显感受到，就比如现在的手机已经很智能化了，但是使用时候很多给我们不一样，或者跟不上我头脑想法的时候。
其实这就是机械的瓶颈所在，就是无法拥有情感处理能力，面对情况始终无法是有自己意识地处理，只是根据程序员的设计来进行分析而已，这个是很大的问题，所以大家不用担心，仿真机械人会代替自己之类的想法，只是永远都不可能发生的事情。
现在的人工智能仿真机器人，能流眼泪流汗吗？流眼泪和流汗人工智能仿真，只是物理上人工智能仿真的功能，能做但是达到这个效果有什么用呢？现在的机器人对周边信息的反馈还不是很智能，因此就不会加上这些，看起来不是很优先的功能，优先的功能，比如识别人的情绪，听懂人话哪位大神有3DOneAI(人工智能三维仿真软件)V1.2免费版软件百度云资源链接:https://pan.baidu.com/s/1gNNKUo5fYbhlD4T2jENUhw
提取码:945h
软件名称:3DOneAI(人工智能三维仿真软件)V1.2免费版
语言:简体中文
大小:1.08GB
类别:图形图像
介绍:3DOneAI是一款专业的人工智能三维仿真软件。软件基于物理刚体运动与三维数据处理技术，融合开源硬件、人工智能、编程等多学科实践。用户使用该软件能够进行虚拟电子硬件编程，打造智能城市，体验人机交互的自由。
日本推出仿真机器人，交流互动真的能与真人无异吗？对于以科技驱动为主的国家人工智能仿真，已经建成人工智能仿真了一批仿真机器人。这些机器人的外表几乎是假的。如果没有人提醒他们人工智能仿真，很难猜出是机器人。为了让这些机器人更具视觉和触觉，设计师特意采用了一种特殊的凝胶，这种凝胶看起来像真实的皮肤，而且一般都很光滑。作为一个“负责任”的机器人，光有外表是不可能的。为了让它们更逼真，机器人公司的内部程序员专门为它们设计了一套面部表情系统，几乎模拟了人类生活中90%的表情。值得一提的是，在系统亮之前，人工智能仿真我们只能在电影和电视剧中看到所谓的“机器人”，它们的外观以及语言都与人类没有区别，而是由人类创造的。
如今，随着人工智能的深入发展，人类已经具备了制造“机器人”的条件。在日本，有数以万计的面部。此外，机器人公司还为机器人设计了一个独特的学习系统，使机器人能够像大多数日常智能产品一样记住学习者发出的指令。当然，这样一个“完美”的机器人也非常触动消费。150万元的价格是普通人不能接受的。这种被称为模拟的机器人，不仅能用你的语言交流，而且能用许多国家的语言交流。
平时也可以做一些简单的家务。如果充电一次，就可以使用一个月而不耗电。这种机器人通过一种压缩机，体内有细管，可以使每一个动作都很精致。这种仿真机器人也对外销售，它能带美女回家只要180万元。如果你有钱，你会买一个机器人回家吗。然而，有优点也有缺点。如果这种模拟机器人真的很流行，我们的生活中可能也会有新的麻烦。我们不能保证有些违法者会用机器人做一些对人民有害的事情。英国机器人学家猛烈抨击了政府首席科学顾问、政府科技办公室主任大卫·金教授委托进行的一项研究。这项研究是一个神话，机器人也许有一天会像真人一样拥有某种力量。
它声称，人工智能的不断发展可能会给未来的机器请求和投票权。科学家们谴责这份报告是无稽之谈和毫无根据的，转移了人们对更紧迫问题的注意力，比如武装机器人自动化的发展。石黑浩教授此前开发了视频技术来分析人类行为，这有助于识别策划犯罪活动的不良因素。石黑浩教授的团队还在东京地铁站测试了一套监控系统。
人工智能应用领域有哪些？人工智能的主要应用领域有：1.强化学习领域；2.生成模型字段；3.内存网络领域；4.数据学习领域；5.模拟环境领域；6.医疗技术领域；7.教育领域；8.物流管理领域。1.加强学习领域强化学习是一种通过实验和错误进行学习的方法，它受到人类学习新技能过程的启发。在强化学习的典型案例中，我们要求参与者采取行动，通过观察当前情况来最大化反馈结果。每次你执行一个动作，实验者都会收到环境的反馈，所以它可以判断这个动作的效果是积极的还是消极的。2.生成模型字段通过大量样本的收集，人工智能生成的模型具有很强的相似性。也就是说，如果训练数据是人脸的图像，那么训练后得到的模型也是类似人脸的合成图像。人工智能顶级专家IanGoodfellow为我们提出了两个新思路：一个是生成器，负责将输入的数据合成新的内容；另一个是鉴别器，负责判断生成器生成的内容是真是假。这样，生成器必须反复学习合成的内容，直到鉴别器无法辨别生成器内容的真实性。3.存储网络字段人工智能系统要像人类一样适应各种环境，就必须不断掌握新的技能并学会应用。传统的神经网络很难满足这些要求。比如一个神经网络训练完A任务后，如果训练它去解决B任务，那么这个网络模型就不再适合A了。目前有一些网络结构可以使模型具有不同程度的记忆能力。长短期记忆网络可以处理和预测时间序列；渐进神经网络学习独立模型之间的水平关系，提取共同特征，可以完成新的任务。4.数据学习领域一直以来，深度学习模式都是需要大量的训练数据才能达到最好的效果。没有大规模的训练数据，深度学习模型不会取得最好的效果。例如，当我们使用人工智能系统解决缺乏数据的任务时，会出现各种问题。有一种方法叫迁移学习，就是把训练好的模型转移到一个新的任务上，这样问题就很容易解决了。5.仿真环境领域如果人工智能系统要应用于现实生活，那么人工智能必须具有适用性的特点。因此，开发模拟真实物理世界和行为的数字环境，将为我们提供检验人工智能的机会。在这些仿真环境中进行训练，可以帮助我们很好地理解人工智能系统的学习原理以及如何改进系统，也为我们提供了一个可以应用到真实环境中的模型。6.医疗技术领域目前垂直领域的图像算法和自然语言处理技术基本能够满足医疗行业的需求，市场上已经出现了很多技术服务商，比如提供智能医学影像技术的尚德云星、开发人工智能细胞识别医疗诊断系统的智维信分公司、提供智能辅助诊断服务平台的若水医疗、统计处理医疗数据的一通天下等。虽然智能医疗在辅助诊疗、疾病预测、医学影像辅助诊断、药物开发等方面发挥着重要作用。由于医院之间缺乏医学影像数据和电子病历的流通，企业与医院之间的合作不透明，这就使得技术发展与数据供给之间产生矛盾。7.教育领域科大讯飞、学校教育等企业已经开始探索人工智能在教育领域的应用。通过图像识别，可以进行试卷批改、识题、机器答题等。通过语音识别可以纠正和改善发音；人机交互可以在线回答问题。AI+教育，可以在一定程度上改善教育行业师资分布以及成本问题，从工具层面为师生提供更高效的学习方式，但无法对教育内容产生更实质性的影响。8.物流管理领域物流行业利用智能搜索、推理规划、计算机视觉、智能机器人等技术，在配送、装卸、运输、仓储等过程中进行了自动化改造，基本可以实现无人化作业。比如利用大数据对商品进行智能配送规划，优化物流供给、需求匹配、物流资源的配置等。关于人工智能仿真和人工智能仿真系统的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。人工智能仿真的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于人工智能仿真系统、人工智能仿真的信息别忘了在本站进行查找喔。版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。