隨著人工智能的發展，機器人和機器正變得越來越聰明，但它們仍然缺乏像人類一樣觸摸和感知它們微妙而復雜的環境的能力?，F在，來自新加坡國立大學(NUS)的研究人員發明了一種智能泡沫，它能給機器帶來的不僅僅是人類的觸覺。

這種新材料被稱為人工神經泡沫，或AiFoam，它是一種柔軟的、感覺像海綿的材料，模仿人類的觸覺，可以在不實際接觸的情況下感知附近的物體，并在損壞時自我修復。與其他傳統材料相比，AiFoam是世界上第一個同時執行這些功能的智能泡沫，有可能使機器人更加智能和互動。這種突破性材料是由新加坡國立大學材料科學與工程系和健康創新與技術研究所（iHealthtech）的Benjamin Tee助理教授領導的團隊歷時兩年開發的。

"我們想表明，在機器人中復制人類的觸覺是可能的，這為未來的應用開辟了人與機器之間互動的新模式，"Tee副教授說。

這項發明發表在《自然通訊》上。

為機器人配備人類的感官

人類的觸覺使人們能夠操縱物體并在陌生的環境中有效操作。當與人類互動的機器擁有這種能力時，機器人的運動可以更順暢、更安全、更可預測。

以清潔機器人和機器人服務員等機器為例。如果它們能從遠處探測到人類的存在，并利用這些信息推斷出人類的意圖，它們就能更快地做出反應，避免與人發生碰撞，尤其是在擁擠的地方。

雖然一些先進的電子皮膚可以在與物體直接接觸時感知壓力，但沒有一個能夠感知相鄰物體的運動方向，因為這需要更復雜的感應能力。新加坡國立大學的團隊決定開展研究，找到解決這一技術挑戰的方案。

AiFoam：幫助機器人對其環境做出更好的反應

AiFoam是一種高彈性的聚合物，通過將一種被稱為含氟聚合物的類似特氟隆的物質與一種降低表面張力的表面活性劑混合而形成。其結果是一種材料，當分離成碎片時，很容易融合成一塊。然后，研究小組在該材料中注入了微小的金屬顆粒，使泡沫能夠感應到像人類手指這樣的電容物體的存在。

新加坡國立大學的團隊決定開發這樣一種泡沫，因為與傳統的薄板相比，它可以變得更加敏感。通過改變空氣與材料的比例，泡沫的柔軟度也可以得到更好的控制。與其他常用的電子皮膚材料（如硅酮）相比，這種泡沫還能使材料更好地感知人類的存在的接近。事實上，AiFoam能夠在幾厘米外檢測到人類手指的存在。它的獨特配方使它能夠更有效地檢測人類的存在，而不像其他接近傳感器那樣，通常利用光和反射，這可能導致更高的假陽性或陰性率。

Tee副教授說：“通過采用我們的特殊配方的泡沫，我們可以輕松地感知壓力和接近度?！?/span>

泡沫中的表面活性劑使其在被切割后也能自我修復，使其成為假肢等應用的理想選擇。這種泡沫可以被拉伸到其長度的兩倍以上--230%--而不會斷裂。為了愈合傷口，研究人員在四天內將其加熱到70攝氏度。該材料愈合了大約70%，并且仍然可以被拉伸到其長度的近兩倍（180%）。

未來的應用

新加坡國立大學的團隊正在探索與機器人公司的合作，并希望將AiFoam的使用擴大到機器人和假肢等領域，以實現人類和機器之間更多的無縫互動。

Tee副教授說：“AiFoam的自我修復特性，以及它對接觸力的敏感性，將使機器人能夠更好地判斷人類的意圖，并建立未來一代機器人，對環境變化作出快速和更有效的反應。”