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虽然视觉在机器人的感知（zhī）中占主导（dǎo）地位，但视觉受限的动物（wù）却（què）能使用其他感知形式（shì）（如（rú）触觉）巧（qiǎo）妙地导航环境，科学（xué）家已经（jīng）努（nǔ）力将具（jù）有触觉感知的人造皮肤应用（yòng）于（yú）机器人，以获得类似（sì）复杂的移动和操作技能。
一种新（xīn）的合成材料可以（yǐ）创建一（yī）个类（lèi）似于生物神经系统的（de）相（xiàng）关感官网络，可（kě）以使软机器人感知它（tā）们如何与环（huán）境相互作（zuò）用并相应地调整它（tā）们（men）的行为。在功能上模仿传入感觉神经网络的能力，这是全身分布式传感和通信（xìn）网络所必（bì）需的，现在仍然缺乏。这（zhè）种限制部分是由于机器（qì）人体内（nèi）的机（jī）械传感（gǎn）器缺乏（fá）协整性。
在这里（lǐ），分布（bù）在3d打印（yìn）弹性体框架中的可拉（lā）伸光纤的连接创（chuàng）造了一个协（xié）整体（tǐ）、传（chuán）感和通信网络。这种软的、功能性的（de）结（jié）构能够以亚毫米级的定位精度（误差（chà）为0.71毫米）和亚牛（niú）顿级的（de）力（lì）分辨率（约0.3牛（niú）顿）定位变形。
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“我们希望有一种方法来测量高度可变形物（wù）体（tǐ）的应力和应（yīng）变，我们希望使用硬件本身，而不是视觉，”实验室主任Rob Shepherd说，机械（xiè）和航空航天工程副教授和论文的高级作者。“从生物学角度（dù）考虑这（zhè）个问题的一个好方（fāng）法。一个盲人仍然可以感觉（jiào）到，因（yīn）为（wéi）他们（men）的（de）手指传感器会在手指变（biàn）形时变形（xíng），机器（qì）人现在没有这（zhè）种（zhǒng）感觉。”
Shepherd的实（shí）验室（shì）以前创造了（le）使用光纤检测这种（zhǒng）变形（xíng）的感官泡沫。对于光学花边项目，Xu使用由3-D印刷聚氨酯制成（chéng）的柔性多孔网（wǎng）格结构。她用含有十几个机（jī）械传（chuán）感器（qì）的可拉伸光（guāng）纤（xiān）穿过（guò）其核心，然后连接LED灯照亮（liàng）光纤。
当她在各个点按下晶格结构时，传感器（qì）能够精确定（dìng）位光子流的变化。
许多生物系统（tǒng）已经适（shì）应（yīng）通过发（fā）展（zhǎn）缠绕的脑 - 身体关系在功能上与外（wài）部环境相互作用。这种（zhǒng）复（fù）杂的安排允许后者（zhě）感知世界，前者（zhě）以闭环方式解释（shì）它。随（suí）着机（jī）器（qì）人在（zài）物理上越来越复杂，认知（zhī）越（yuè）来越（yuè）先（xiān）进，我们（men）可以从动物神经系（xì）统中获取灵（líng）感，为控制（zhì）机器人文（wén）物（wù）创造必要的基础。
通过视觉，听觉，嗅觉，味觉，触觉，甚至磁场和电场（chǎng）的解（jiě）释，动物和植物都能感受到外（wài）在的（de）感觉。本体感觉，自（zì）身身体部位的（de）位置和状态的知识，也是（shì）通过这些感觉器（qì）官（guān）的某些（xiē）组合来（lái）实现（xiàn）的; 特别是动物（wù）使用通过皮肤下的机械感（gǎn）受器（qì）感受（shòu）到的振动（dòng）和（hé）力，并通过肌肉和腱（jiàn）。根据这（zhè）些信息，他们执行复杂（zá）的任务，例如（rú）在失明时（shí）操纵或在受伤时改变（biàn）他们的（de）行为（wéi）。
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本体感（gǎn）受泡沫圆（yuán）筒（tǒng）。
图片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
图片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
目前，自主机器人（rén）主要使（shǐ）用放置在末端执行器上的（de）视觉和触觉检测器进（jìn）行外部感知和（hé）关节处的（de）传感器以及（jí）用于本（běn）体感觉（jiào）的质心以完成复杂的任务（wù）。如在动物的神经回路（lù）中那样，更分散的（de）传感（gǎn）器网络将允许机（jī）器人以更高的触觉分辨率相互作用并且测量随时间累积的机械损（sǔn）伤（即，弯曲（qǔ）或断（duàn）裂（liè）的肢体）。分布式体积传（chuán）感的（de）重要性在软机器人领域更为明显，其中机器的每个部分（fèn）都会变形。在（zài）这（zhè）些机器（qì）人，分布在整个身体的伸缩传感器最近（jìn）才用于反馈控（kòng）制。
“当结（jié）构（gòu）变（biàn）形（xíng）时，输入线和输（shū）出线之间会有接（jiē）触，并且光线会跳入结构（gòu）中的（de）这些输出回（huí）路，这样你就可（kě）以（yǐ）知道接触发生的位（wèi）置，”徐说。“这种强度决定了变形（xíng）本身的强度。”
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展示了可以准确检测出被按压（yā）位置（zhì）的外部（bù）感（gǎn）受“钢（gāng）琴”。
图（tú）片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
图（tú）片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
Shepherd说，光（guāng）学花（huā）边不会被用（yòng）作机器人的皮肤涂层，但更像是肉体（tǐ）本（běn）身。装有这种（zhǒng）材料的机器人（rén）将更适合医（yī）疗保（bǎo）健行业（yè），特（tè）别（bié）是寿（shòu）命终止和临终关怀以（yǐ）及（jí）制造业（yè）。
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展示了本体感受泡沫圆筒，可以测量自（zì）身压缩水平。
图（tú）片来源：Xu等（děng），Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
图（tú）片来源：Xu等（děng），Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
虽然光学（xué）花边的（de）灵敏度不如人类指尖那么敏感（gǎn），但（dàn）是人体指尖充满了神（shén）经感受（shòu）器（qì），但是这种材料（liào）对人体（tǐ）的背部更敏感。这种材料也是可以清洗的，这导致了另（lìng）一种应（yīng）用：Shepherd的实（shí）验室（shì）已经（jīng）成（chéng）立了一家（jiā）初创公（gōng）司，将Xu的（de）传（chuán）感（gǎn）器商业化（huà），制作出可以测量人体形状和（hé）运动的服装，用于增强现（xiàn）实训练。
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展示泡沫圆筒（tǒng）上的（de）外部感知，可（kě）以检测（cè）到它（tā）被（bèi）触摸的位置（zhì）。
图片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
图片来源：Xu等，Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
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基于光（guāng）学花边的机器人在多个位置感应变（biàn）形的计算机（jī）模型。
图片来源：Xu等（děng），Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
图片来源：Xu等（děng），Scirobotics,4，eaaw6304（2019）
该论文“合（hé）成传（chuán）入神（shén）经网络的光学花边”于9月11日（rì）在（zài）Science Robotics上（shàng）发表。
