感官越豐富的機(jī)器人，其內(nèi)部就會(huì)有越多的傳感器。換句話說，如果你的機(jī)器人并不是那么靈敏，也許就是因?yàn)樯倭藗鞲衅?。那么，機(jī)器人到底應(yīng)該有多少傳感器，才能了真正做到靈敏如人類呢?

　　

 

　　人從外界獲取信息必須借助于感覺器官，但機(jī)器人沒有感覺器官，只能依賴傳感器了。機(jī)器人的終極目標(biāo)與人無限接近，那到底要裝多少傳感器，機(jī)器人才能更像人一點(diǎn)呢?

　　機(jī)器人的視覺、力覺、觸覺早已進(jìn)入實(shí)用階段，而且他的感官，如聽覺、嗅覺、味覺、滑覺等還等待攻克——研究出對(duì)應(yīng)的傳感器。

　　機(jī)器人獲取外界信息、解析周邊環(huán)境并作出相應(yīng)反應(yīng)的“五官”，正是傳感器。

　　用專業(yè)的術(shù)語來解釋，傳感器其實(shí)就是一種檢測(cè)裝置，感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

　　通俗來說，大致分為幾步：“感應(yīng)”信息，“收集”信息，然后“做出”反應(yīng)。

　　只有五官遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，機(jī)器人有這么多傳感器

　　最受關(guān)注的人類5大感覺器官，如果用傳感器相比擬的話，可以簡(jiǎn)單做一些歸類：

　　視覺——光敏傳感器;

　　聽覺——聲敏傳感器;

　　嗅覺——氣敏傳感器;

　　味覺——化學(xué)傳感器;

　　觸覺——壓敏、溫敏、流體傳感器。

　　然而，機(jī)器人只有五官遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一般可以這樣說，感官越豐富的機(jī)器人，其內(nèi)部就會(huì)有越多的傳感器。換句話說，如果你的機(jī)器人并不是那么靈敏，也許就是因?yàn)樯倭藗鞲衅鳌?/p>

　　那么，機(jī)器人到底應(yīng)該有多少傳感器，才能了真正做到靈敏如人類呢?

　　按照傳感器的用武之地，即檢測(cè)對(duì)象，可以簡(jiǎn)單將傳感器簡(jiǎn)單分為內(nèi)外兩部分。

　　內(nèi)部傳感器，又稱為體內(nèi)傳感器，主要用于檢測(cè)機(jī)器人各內(nèi)部系統(tǒng)的狀況，如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度溫度、電機(jī)速度、電機(jī)載荷、電池電壓等，并將所測(cè)得的信息作為反饋信息送至控制器，形成閉環(huán)控制。

　　外部傳感器，又稱為外界傳感器，用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息，是機(jī)器人與周圍交互工作的信息通道，是用來執(zhí)行視覺、接近覺、嗅覺、聽覺等傳感器，比如距離測(cè)量、聲音、光線等。

　　根據(jù)運(yùn)行方式，傳感器也可以分為被動(dòng)式傳感器和主動(dòng)式傳感器。被動(dòng)式傳感器是指本身不發(fā)出能量，靠捕獲外界光線來獲得信息的傳感器，如CCD;主動(dòng)式傳感器就是那些有自主性的傳感器了，它們能發(fā)出探測(cè)信號(hào)，如紅外等。

　　這些分類方式除了能把機(jī)器人里一堆傳感器做有效分類，更重要的原因是，能根據(jù)機(jī)器人哪里“不適”而倒推找到出問題的環(huán)節(jié)，就跟根據(jù)病癥找原因是一個(gè)道理。

　　哪兒出了問題?傳感器是個(gè)很好的線索

　　在做一個(gè)機(jī)器人之前，首先一定要了解自己手中都有哪些素材，而這些材料又起什么作用。誠(chéng)如舵機(jī)起馬達(dá)的作用，那么，傳感器就起檢測(cè)的作用，一般可以從幾個(gè)指標(biāo)來檢驗(yàn)：

　　動(dòng)態(tài)范圍：是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)的范圍。比如電流傳感器能夠測(cè)量1mA-20A的電流，那么這個(gè)傳感器的測(cè)量范圍就是10log(20/0.001)=43dB.如果傳感器的輸入超出了傳感器的測(cè)量范圍，那么傳感器就不會(huì)顯示正確的測(cè)量值了。比如超聲波傳感器對(duì)近距離的物體無法測(cè)量。

　　分辨率：分辨率是指?jìng)鞲衅髂軠y(cè)量的最小差異。比如電流傳感器，它的分辨率可能是5mA，也就是說小于5mA的電流差異，它沒法檢測(cè)出。當(dāng)然越高分辨率的傳感器價(jià)格就越貴。

　　線性度：這是一個(gè)非常重要的指標(biāo)來衡量傳感器輸入和輸出的關(guān)系。

　　頻率：是指?jìng)鞲衅鞯牟蓸铀俣?。比如一個(gè)超聲波傳感器的采樣速度為20HZ，也就是說每秒鐘能掃描20次。

　　也就是說，假如你的機(jī)器人出現(xiàn)了聽不見的問題，那么你可以找到聲敏傳感器，然后從動(dòng)態(tài)范圍、分辨率、線性度和頻率一一檢測(cè)到底是哪里出了問題。

　　有限的內(nèi)部空間和越來越多的傳感器之間的矛盾

　　換一個(gè)角度，傳感器其實(shí)也相當(dāng)于人類的神經(jīng)末梢，所以可知，靈敏度與分布的密度有極大的關(guān)系。的確如此，因?yàn)閷?duì)靈敏度的高要求，服務(wù)機(jī)器人必須攜帶更多的傳感器，所以，就牽涉出了未來的重要設(shè)計(jì)趨勢(shì)以及重大難題：

　　機(jī)器人有限的內(nèi)部空間和人類對(duì)機(jī)器人無限感官的期待之間的矛盾。就像人民群眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需求同落后的社會(huì)生產(chǎn)之間的矛盾一樣，人類對(duì)于機(jī)器人的靈敏度要求就像人民的物質(zhì)文化需求一樣日益增長(zhǎng)，但是機(jī)器人的內(nèi)部空間又極為有限。

　　曾經(jīng)采訪一個(gè)掃地機(jī)器人設(shè)計(jì)師時(shí)，他重點(diǎn)提到了掃地機(jī)器人的內(nèi)部空間的留白問題，除了不美觀顯得技術(shù)LOW以外，更重要的原因是，必須把有限的空間用在刀刃上，一毫米都不能浪費(fèi)。

　　這個(gè)世界難題也困擾了世界很多設(shè)計(jì)師。除了把傳感器做得更薄，他們也正在往“一個(gè)傳感器多個(gè)功能”的方向努力!