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- 要多少個(gè)傳感器才能讓機(jī)器人變成你的女朋友？
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2017/3/13
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)就是一種檢測裝置，感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、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)。
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，可以簡單做一些歸類：
視覺——光敏傳感器；
聽覺——聲敏傳感器；
嗅覺——?dú)饷魝鞲衅鳎?/p>
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，即檢測對象，可以簡單將傳感器簡單分為內(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，比如距離測量、聲音、光線等。
根據(jù)運(yùn)行方式，傳感器也可以分為被動式傳感器和主動式傳感器。被動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)出探測信號，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。誠如舵機(jī)起馬達(dá)的作用，那么，傳感器就起檢測的作用，一般可以從幾個(gè)指標(biāo)來檢驗(yàn)：
動態(tài)范圍：是指傳感器能檢測的范圍。比如電流傳感器能夠測量1mA－20A的電流，那么這個(gè)傳感器的測量范圍就是10log（20/0.001）=43dB.如果傳感器的輸入超出了傳感器的測量范圍，那么傳感器就不會顯示正確的測量值了。比如超聲波傳感器對近距離的物體無法測量。
分辨率：分辨率是指傳感器能測量的最小差異。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：是指傳感器的采樣速度。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，然后從動態(tài)范圍、分辨率、線性度和頻率一一檢測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`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)趨勢以及重大難題：
機(jī)器人有限的內(nèi)部空間和人類對機(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的物質(zhì)文化需求同落后的社會生產(chǎn)之間的矛盾一樣，人類對于機(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，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！
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