发力机器触觉技术研发,“他山科技”提高智能设备高级别感知能力
触觉是身体感知外界环境的一种重要能力,无论是对人还是对机器。
无论是在我国,还是在世界范围内,无论是机器人还是各种具有交互功能的设备,其交互方式仍然是以视听技术为基础的,即使出现了力反馈功能,也不能达到智能的水平。
一些研究表明,从技术成熟的角度来看,知觉通道的研究大致有三个层次:视觉和听觉作为第一梯队,模仿已经非常成熟;触觉是第二梯队,在生长期;嗅觉、味觉,在第三梯队,这一领域的研究很少。
北京塔山科技有限公司(以下简称他山科技)首席运营官马洋告诉 "创业国家":" 力量感知是触觉系统中最简单的部分,但简单的力感知不是触觉。
作为感知通道,触觉感知所接受的变量往往包括物体和环境的硬度、形状、弹性、温度、湿度、粗糙度等,这使得使用设备获取和准确描述这些变量变得困难。
他山科技正在使用算法和芯片来解决这一难题。
他山科技成立于 2017 年 12 月,是一家致力于人工智能触摸传感器芯片产业化的高科技公司。他山科技公司开发了基于 R -Spinnaker 的人工智能电容触觉技术,使得在狭小的平面上检测多维空间触觉成为可能,从而解决了人工智能发展中触觉不足的问题。迄今为止,他山科技已经完成了 40 项专利申请,目标市场涵盖了机器人、汽车电子、智能家电、智能建筑等领域。
机器触觉对智能机器人的发展具有重要意义。目前,机器人可以通过设置程序和简单的力反馈机制来完成抓地力动作,但这种功能动作远非智能交互的范畴。同时,智能设备本身的产品形式不允许通过堆叠大量传感器来收集触觉变量,这意味着市场需要智能触觉技术来使用传感单元来完成所有变量的采集和分析。
除了收集物理量之外,如何使用该算法有效地分析和反馈物理量也是机器触觉技术发展中的一个难点。"马洋告诉" 创业状态 ":" 与现有的机器视觉算法不同,触觉算法通常需要更短的响应时间,甚至需要感知分析 - 决策 - 执行 -- 这组程序直接由执行器完成,而不需要主处理器的干预。
他山科技的核心技术、基于 r -spinnaker 的多功能表面电容和触觉算法成为实现上述目的的关键。
据介绍,塔山科技研发的两个正交多功能层曲面电容器在实现接触感时,可以通过差分算法消除外界环境变化(如温度、湿度、电磁干扰等)的影响。同时,多功能层曲面电容也可以根据需要切换到屏蔽功能状态,避免外部电磁场对内部小电容变化的干扰分别完成了传统力触觉传感器无法实现的不同物理信号的分析和处理。
另外,塔山科技的传感器单元通过检测电容不同电极间介电常数的变化,在无需视觉辅助的情况下完成对人类接近、悬停和手势的识别,进一步拓宽了机器触摸的应用范围,丰富了使用场景。算法方面,他山科技采用了基于他山科技与曼彻斯特大学合作开发的人工智能三代架构 R -SpiNNaker(简化脉冲神经元网络架构)的 SNN 脉冲神经元算法。该算法可以在前端对采集到的信息进行处理,并在事件完成后将事件结果反馈给后端,大大节省了整个系统的计算能力。减少计算时间。
马扬说:“SNN 脉冲神经元算法可以将操作周期维持在毫秒级,这远远高于机器视觉系统的百毫秒级。”。
与奔驰、宝马等汽车品牌的合作,已成为塔山科技相对成熟的技术落地领域。马扬说,随着自动驾驶生态化进程的不断推进,车内互动系统也在不断升级。除了语音助手和超大的中控面板在驾驶安全方面备受争议外,智能触觉系统也将成为汽车交互生态的重要组成部分。
塔山科技通过与全球顶级汽车座椅和方向盘供应商的对接,将触觉传感单元集成到座椅和方向盘中,可以为车辆成员提供姿态检测、触觉交互等服务。
塔山机器人已成为塔山技术领域的又一重大项目。据了解,由塔山科技研发的全球首款数模混合 Ai 触摸芯片已进入生产阶段。量产后,还将广泛应用于智能机器人领域,可以大大提高人类产品的环境感知能力。
目前,他山科技主要为头部客户提供定制化的触觉场景解决方案进入市场。未来芯片量产成功后,将逐步转向芯片 + 底层算法的商业模式。在人员方面,塔山科技现有员工 40 余人,其中技术研发人员占 80% 以上。