劍橋造出「讀盲文」機器人：速度達每分鐘 315 詞，比人類快一倍

如果你看過視障人士摸讀盲文，會發現他們的手指是行雲流水般滑過紙頁的。但要是讓機器人來讀，以前的場景多半像啄木鳥啄米：手指落在一個盲文字元上，停下來感知，抬起，橫移，再落到下一個字元上。

劍橋大學工程系的研究團隊公佈了一項新成果：他們開發出一款結合 AI 的機器人觸覺感測器，能像人類一樣貼著紙面連續滑讀盲文，速度達到每分鐘 315 詞，幾乎是人類熟練閱讀者速度的兩倍，識別準確率達到 87%，接近 90%。這項研究發表在《IEEE Robotics and Automation Letters》期刊上。

給滑動的指尖裝上去模糊演算法

讓機器人平滑滑動摸讀，難點不在於機械臂怎麼移動，而在於動態感知。

現有的盲文閱讀機器人基本都靠靜態按壓，速度極慢。劍橋團隊這次用了一個市面上現成的觸覺感測器，指尖內部裝有一枚微型相機，靠視覺和感測資訊結合來讀取凸點。但當指尖高速滑過紙張時，相機會拍下嚴重的運動模糊畫面，如果用常規影像處理手段去消除模糊，既耗費算力又消耗能源。

研究團隊的第一作者 Parth Potdar 和合著者 David Hardman 想了個聰明的辦法。他們先找來清晰的盲文影像，人為加上「假模糊」去訓練一套機器學習演算法。等演算法學會了如何從模糊影像中還原清晰輪廓後，再交由計算機視覺模型去檢測並分類字元。這一連串演算法加持下，機器人不僅滑得飛快，還能在高速移動中把準確率維持在 87%。

讀盲文只是幌子，真正要練的是手指知覺

這項成果雖然拿盲文做測試，但團隊從一開始就挑明瞭：他們並不是為了研發一款盲人輔助閱讀工具。

盲文每個字元的凸點間距極小，對觸覺靈敏度的要求極高。研究人員把它看作一個絕佳的考場，用來檢驗機器人指尖在高速動態滑動下的觸覺感知能力。

人類的手指非常奇妙，指腹柔軟，觸覺卻極端敏銳，既能輕柔拿起一枚生雞蛋不捏碎，又能抓牢沉重的保齡球不脫手。對於機器人來說，機械手既要保持柔軟順應，又要塞進大量感測器來捕捉細微資訊，在工程上一直很難兼顧。Potdar 表示，這項技術未來可以擴充套件到檢測表面紋理，或者判斷機械手抓取物體時是否發生微小滑動。

為什麼重要

在靈巧手和仿生義肢的研發中，觸覺一直是最大的短板之一。很多機器人能靠視覺大體看清物體，但一旦接觸表面，它根本不知道自己用了多大勁、抓得穩不穩，更不用說在滑動過程中即時感知材質變化。

劍橋團隊的做法非常聰明：他們沒有死磕昂貴且脆弱的高靈敏度硬體，而是用廉價的市售感測器搭配針對性的去模糊演算法，用軟體去填補硬體動態感知的不足。這種軟硬結合的思路，大幅降低了高靈敏度觸覺系統的研發與製造成本。

當然，侷限同樣明顯。目前這項成果只是單個指尖在平整紙面上的滑動演示，使用的還是合成模糊訓練集；面對真實世界中磨損、髒汙的複雜表面，演算法的魯棒性還有待驗證。未來要把它擴充套件到整隻仿人機械手或大面積電子皮膚，工程難度只增不減。

但整體來看，這項獲得三星全球研究外延計劃資助的研究，為下一代機器人靈巧手和高敏假肢指明瞭方向。我們認為，隨著演算法對觸覺感知的補強，機器人真正擁有「人類指尖觸感」的那一天，比很多人預想的要來得更快。