机器人设计师这些年有个默认习惯,先把视觉做好。摄像头、深度传感器、图像识别,几乎所有机器人方案都围绕看见来展开。这套思路有个天花板,因为视觉本身有局限。透明的东西、被遮挡的东西、藏在角落里的东西,摄像头拍不到就是拍不到。人类也一样,过分依赖视觉,闭着眼睛连杯子都拿不稳。南丹麦大学的机器人团队决定换一条路,他们提出一个不用视觉的概念机器人,灵感来源是星鼻鼹鼠。
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星鼻鼹鼠的鼻子,是哺乳动物里触觉最精密的器官
星鼻鼹鼠被普遍认为是触觉最精确的哺乳动物。它鼻子上那个星形的结构,实际上是22根触手状的射线聚在一起,这些射线快速摆动,每秒能触碰多达12个不同物体。鼹鼠靠这套系统找食物,因为新陈代谢极快,10分钟能吃掉体重15%的东西,几乎永远在觅食,星鼻负责大部分搜索工作。每根射线上密布着一种叫Eimer器官的微观感觉器,这个器官以19世纪生物学家Theodor Eimer命名,他最早在欧洲鼹鼠身上发现它。星鼻鼹鼠的鼻子上约有25000个Eimer器官,总计约10万个神经末梢。作为对比,人类手部只有17000个神经末梢。
Eimer器官由三种主要感受器组成。基部有一个神经末梢,记录最基础的触觉信息,比如障碍物的位置或者地下猎物的震动。第二种叫默克尔细胞,连接另一条神经,通过与鼻部射线的持续接触传递关于物体形状的稍复杂信息。第三种也是最复杂的一种,是鼹鼠独有的,皮肤表面下方有一簇密集的神经末梢,这套极其敏感的结构是星鼻鼹鼠能感知微观纹理的关键。
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一条充液软管,两端压力传感器,原理简单但方向不同
南丹麦大学团队复制Eimer器官功能的方案出乎意料地简单。他们设计了一条柔性的充液管道,两端各装一个压力传感器。当柔性外皮受到外部压力时,管道里的液体会发生位移,两端的压力传感器记录这个位移,触觉信号由此产生。这套方案跟Eimer器官的三层感受结构比起来简化了很多,它没有默克尔细胞那种形状识别能力,也做不到感知微观纹理,但它提供了一个跟视觉完全不同的感知路径。视觉是被动接收图像,触觉是主动接触物体后获得反馈。对于需要在黑暗环境、狭小空间或者视觉被遮挡的场景里作业的机器人来说,触觉通道的价值可能比再提高一档摄像头分辨率更实在。
这个原型目前还停留在概念阶段,用3D打印和硅胶模塑制作,没有正式发布。BGR的报道里提到,这跟2026年IFA展上那些机器人概念一样,都还没有真正落地。但它代表的方向值得注意,机器人感知正在从单靠视觉往多模态方向走。他山科技在北京的机器人幼儿园里给机器人配触觉电子皮肤,让机器人能从感知疼痛开始学习,思路跟南丹麦大学这个项目有相通的地方。视觉给机器人提供的是远距离、大范围的环境信息,触觉提供的是近距离、高精度的物体信息,两者互补,缺了任何一边,机器人在真实物理世界里的操作能力都会打折扣。星鼻鼹鼠在进化里选了触觉这条极端路线,因为它的生存环境里视觉不太管用。机器人将来要进家庭、进仓库、进各种非结构化环境,遇到的情况跟鼹鼠面对的问题有相似的成分。
