当具身智能被赋予触觉｜VitalCommunity

2023 年年初，我们相信通用大模型赋能下的具身智能公司是下一代全球通用设备。

在过去一年半的探索中，我们很荣幸发现和投资了一系列机器人公司，越是深耕这个领域，我们越是相信这是一个长期的产业，需要一群相信的人共同探索。

于是，我们开始更多组织行业讨论，探索机器人的未来，例如今年 5 月在日本 ICRA 会议后的小聚。

2024 年 5 月，日本 ICRA 会后小聚

在这个会议中，我们讨论了很多关于触觉的问题，不过触觉真的可以实现吗，有触觉的未来是什么样的，于是在 7 月末，我们邀请到了学术界、产业界的 7 位资深人士，一起为我们分享他们的经验和见解，畅想触觉技术的未来发展。我们整理了闭门沙龙的部分活动内容，希望这些天马行空的想法可以给你带来一些灵感。Enjoy

2024 年 7 月，绿洲资本触觉专题讨论聚会

*嘉宾介绍按照发言顺序排列

宇叠科技CEO 王鑫

极整机器人CTO 王斯傲

清华大学机械工程系助理研究员 陈睿

凸申电子CEO 何大伟

赛感科技CEO 熊赓超

UNIX优理奇智能CEO 杨丰瑜Fred Yang

我们在聊

• 在视觉技术如此完善的情况下，为什么我们仍然需要触觉？
• 触觉到底是一个多大的机会？
• 触觉有哪些明显的缺陷？对未来技术的展望是什么？

在视觉技术如此完善的情况下，为什么我们仍然需要触觉？

王鑫： 在我看来，人类就是一个对信号进行处理的中间方式。我觉得对于整个人类的发展过程而言，**有两件事比较重要：第一是获取更多的能源，第二是提高能源的使用效率。**关于提高能源使用效率，我认为 VR 是一种特别好的方式。比如它能够以极低的成本，让人们体验到参加展会等活动的感觉，无需消耗大量的自然资源，这本身是个特别节约成本的事情。同时 VR 技术还能让我体验各种各样的世界，所以我由衷地希望能够亲自建设这样一个世界，在这个世界中，通过先进的技术，让我能够更加沉浸式地体验除了视觉、听觉上的成熟体验，还包括嗅觉、味觉以及触觉的全面感受。

我一直认为，触觉是仅次于视觉和听觉的，所以接下来我就一直致力于这个领域的研究和发展。在这个过程中，我们开发了一种传感器，后来发行了全新的概念——智能服装，我发现我们日常当中很多产品都会智能化，但服装很少。智能化服装其实是一个非常重要的产品，但是服装状态还没有智能化的最大障碍之一就是导线的问题，没有一个弹性、柔性的导线，而硬质的导线如手机充电线不适合用于服装，它们会极大地影响穿着舒适度。

如果我们能够开发出具有弹性的导线，那么智能化服装将会变得更加舒适和实用。我们现在的 AR、手机、电脑，未来可以集成在服装上。甚至一些学医药的检测单元，对人体的信息收集非常重要，进一步做的就是智能，我希望能够将这种智能服务推向整个社会。

王斯傲： 我个人认为，未来的人工智能可能不再局限于用当前的数字计算模式来做出决策。我们可能会采用一种动力系统方式，就像这壶水一样，如果我们在这里戳一个洞，不停地给它加水，当水位高于这个洞时，水就会喷出来。根据你加水的速率和这个洞的大小，喷出来的水位和水流量不一样，这本身就构成了一个计算。所以我们相信，人类实际上就是这样一个模拟系统的计算，而不是用 0101 这样一个数字系统。

为了实现这件事情，我们的起步是情感智能。我们发现其实目前市面上大部分的具身智能或者 AI，它们做的事情是比较实用化的，无论是物体识别还是空间智能。我认为人类进化动力本质上是生存恐惧，即我们要活着，这种对生命的渴望进一步衍生出了爱、好奇心、焦虑、开心等情感。

如果我们能够把情感、智能（或者说这就是生物进化的一个原初动力）搞清楚，其实我们只要给最简单的具身智能一套清单，它就可以自己演化，而不需要我们去研究像人一样这么复杂的机体。在它们自己的世界中，这些智能体可以探索和发展自己的功能，这是我们所谓的"原初动力"。

我们现在的入手点就是电子植物——一个可以动的植物，它具有丰富的感知能力，如气味、视觉和触觉。它的功能是情感智能，帮助人类去观察自身的情感。我们会发现，人们往往对自己的情感反应是后知后觉的。有了这样一个情感系统，它能够提前预测你的情绪变化，并帮助你调整精神状态，从而维护精神健康。

陈睿： 我认为视觉、触觉以及听觉，不管是对人类来说还是对机械来说，可能是两个相对来说获取信息最多的模态。

我们最终还是期望去构建一个机型，它能够在真实的物理世界里去代替人类完成一些操作，我们期望这种机器人能够完成的不仅仅是一些简单的任务，更希望它能够处理一些精细的操作，例如包装、装配，甚至是更复杂的工作，如打磨、擦胶等生产线上的任务。尤其是对于机器人来说，它们需要的是一种交互性的数据，而不仅仅是简单的、可以通过视觉标注出来的数据。机器人需要交付的数据在现实世界中很难大规模采集。我们之前一直致力于实现这种从仿真中生成的数据，最终能够迁移到现实世界中，所以我们进行了大量的三维视觉仿真和触觉仿真工作。

去年基于我们新开发的触觉传感器平台，我们组织了第一届逻辑上的数学操作挑战赛，大约有 20 支队伍参加。我们计划继续举办这样的活动，我们也期望能够借此推动整个触觉机器人技术的发展，让越来越多的人意识到触觉在机器人技术中的重要性。

何大伟： 我们公司的主力产品是柔性传感器，选择是压电式的压力。在材料选择上，我们特别关注了一种名为 PVDF（聚偏氟乙烯）的材料。选择这种材料的初衷，是我考虑到未来如果我们开发电子皮肤，需要一种能够多模态融合的材料，就像我们的皮肤一样，它不仅要能感知压力，还要能够感知横向和纵向的压力，甚至温度等多种感觉，最好是能够将多种传感器集成到电子皮肤中。这种材料不仅能够监测压力、震动和噪声，还能够测量温度，甚至捕捉姿态，为超声评估等应用提供了可能。

我最初接触的是国外第一代技术，这种技术的工作温度相对较低，只有 60 度，且产品体积较大，不适合进行精细操作。如果将 PVDF 材料制成阵列，使其尺寸更小，能够实现局部感知、局部规划和局部成型。这样的设计不仅成本更低，而且更适合与其他厂商合作，推动技术的商业化和应用。

熊赓超：触觉本身就是典型的多模态感知，远不止是压力，还有滑动、湿度、温度、震动，当然也还包括痛觉。 从我们公司成立之初，我们就秉承着一个理念：世界因感知而喜悦。我们希望通过触觉技术，去改变一些大的和小的用户体验，更推动产品的整体迭代和升级。我们的技术核心纳米界面电容传感技术，不光是一个新的技术路线和方向，也是新的材料体系，微结构体系。我们既有离子凝胶体系，也有聚离子体系，也有微结构的全新设计。超级材料加上超级结构得到一系列的多模态传感器和超级性能，可以覆盖压力、滑动、温度、震动、湿度，拉伸。所以我们的传感器在触觉这种需要多模态的应用中具备一些优势：除了痛觉之外的几乎触觉的所有感知都可以实现，我们是柔性的传感器，可以做单点传感器，也非常适合做多点和阵列传感器，而且可以通过复合和编织等方式实现多模态融合，可以在纵向和横向实现多传感器的融合。

杨丰瑜： 我们一直最关心的，就是各种模态之间怎么融合。对我来说，无论是人类还是机器人，模态之间的融合实际上提供了两件事：补充信息和交叉验证。

我们对触觉的看法，实际上就是它是一个基量问题，如果我们对比较精密的、比较灵巧的操作有需求，那它就是一个巨大的机会。至于它所用的技术本身，其实根本不重要，因为我们现在任何的单一形式的技术，都不能够满足我们实际的需求。这就意味着，没有单一的技术能够实现对所有震动的感知。比如我现在口袋里有支笔、一张纸，我想把它掏出来，但我根本不可能将眼睛伸到口袋里去看，这时人就在靠触觉做这个事。当我们进行抽屉整理这样的日常活动时，如果没有触觉的帮助，想仅仅依靠视觉来精确地完成这些任务，将会非常困难，甚至是不可能的。

这到底是一个多大的机会？

熊赓超： 我从未担心过市场问题，因为柔性电子技术的快速发展已经带来了显著的增长。根据预测，全球柔性电子市场的年复合增长率达到惊人的 144.71%，并且这种增长已经持续了多年。传感器行业本身是一个庞大的市场，全球规模大概几万亿。其中光压力传感器这一所谓触觉里面最重要的部分，占据了约 20% 的市场份额，所以触觉传感器市场不是一个小市场。当传感器的性能超越了传统标准，同时在体积、功耗、准确性和灵敏度上都有所提升时，技术的这一小步进步，往往能为整个产业带来巨大的飞跃。

以汽车电子为例，“汽车电子皮肤”这项技术与汽车的“哨兵模式”相结合就非常有用。“哨兵模式”开启需要环视摄像头的配合，这就需要较高的算力和功耗，开启这一功能后，车辆的电量消耗会显著增加。然而通过引入触觉传感器，只有在人或物体接近接触汽车时才会触发，这样既节省了能源，也提高了效率。这种创新可能会将过去被视为不便或者可有可无的功能转变为行业的标准配置。进一步地，它还可以应用于避免碰撞到盲区内的儿童或其他物体，通过轻柔的触碰而非强烈的撞击来触发反应，从而提高了安全性。

这就是我说的——技术的一小步，用户体验的一大步。随着这些体验的逐步成熟，我认为这正是当前消费电子公司、汽车电子公司等所寻求的价值点，不再是一味地去卷所谓的原材料价格、出货价格或者同样的价格去卷供应链服务。一切回归客户价值创造，这是我看到的这个市场的一个大的机会。

所谓的通用，在我看来是协作概念的一个更高层次的延伸。 它们不是专门用来做过去的工业的批量生产的事情，而是通过协作，通过人型机器分的通用性去做更多的灵活扩展和延伸。过去机器人在工业批量生产中难以实现的任务，如打螺丝或插内存条等流水线无法完成的工作，现在可以通过人力结合触觉技术的方案来实现。这将让整个行业继续向前进步。

王斯傲： 如果对比较精密的、比较灵巧的操作这件事情有需求，那它就是一个巨大的机会。**通用触觉会有非常大的技术难度，且风险较大，是拿锤子找钉子的状态。**还是需要融合多种解决方案，结合人型机器人共同开发一种新型触觉。

触觉有哪些明显的缺陷？对未来技术的展望是什么？ 何大伟： 技术路线之间互相都有不同的缺陷，所以未来可能是多种技术路线拟合。 陈睿： 不同技术路线最终很可能形成互补关系。人类有多种传感机制，且在不同部位的触觉分辨率差异很大。例如，指尖和舌头的触觉分辨率极高，而后背等部位的分辨率则相对较低。

对机器人而言，情况也类似。在需要精确操作的地方，可以使用高分辨率传感器以实现精准感知。而在其他区域，可以采用低分辨率传感器，既能满足基本感知需求，又可以降低带宽要求。特别是对于商用或家用机器人，安全性至关重要，因此需要在各个部位都布置传感器，但可以根据需求选择不同分辨率的传感器。

总的来说，对于大型人形机器人，不同区域可能需要采用不同技术路线和参数的传感器。这种方法既能满足各种任务的需求，又能在性能和成本之间取得平衡。

2001 年，史蒂文·斯皮尔伯格执导的《人工智能》（A.I. Artificial Intelligence）上映，影片探讨了机器人对人类情感的渴望。触觉也许只是打开机器人探索世界并感知世界的其中一道门，也许在机器人拥有了人类的感知后，它们的情感也会觉醒。

未来，我们会持续举办不同话题的机器人分享活动，我们将在公众号发布活动通知，期待每一个天马行空的想法都能在这里得到充分的展示和交流，在绿洲一起激发创造力。

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