2016年7月16日，清華大學知名教授、國家杰出青年基金獲得者、智能技術與系統國家重點實驗室常務副主任孫富春教授做客機器人大講堂，就“機器人視觸覺認知計算”與“機械手的靈巧操作”做了精彩紛呈的報告。現將孫教授講座內容總結整理如下：

　　1 背景意義

　　比爾蓋茨講過，機器人會像PC機一樣進入家庭和個人，我們已經進入了機器人的時代。過去的兩年里面，機器人在人的面部特征識別，包括語音識別都取得了不少的成績，但是機器人在靈 巧操作和情感交互方面，還不及一個出生剛幾個月的小孩。所以我們講，機器人是自動化的最后一公里，而用于靈巧操作的靈巧手是機器人最后的一厘米。

　　如何從人的腦和手的神經運動系統的角度來研究下一代機器人。上圖中人手感受到視覺叫做上行，從腦出來的一部分叫下行，叫動作預測和運動控制。即 人一旦通過上行知道了在什么樣的環境里這個物體是什么，并且知道了它的任務是什么，馬上就能在腦的長期記憶區里面找到完成這個的經驗，然后完成更多的預測 和運動控制，我們想從這個角度來研究下一代的機器人。

　　2015年清華大學推出了類腦芯片，叫天機一號。我們現在完全可以用類腦芯片取代人腦，來完成上行的信息感知部分和下行的動作預測與控制部分。

       2 機器人傳感技術

　　傳感是下一代機器人操作的第一步。研究機器人各腦區是怎樣合作來進行跨模態信息處理的，是當今腦科學十大問題之一。

　　人工皮膚方面，我們大概做了三四年了。第一代的人工皮膚是電容式的皮膚，它中間層用得是硅膠材料，靈敏度不夠好。后來，我們把中間整塊的硅膠變 成硅幀，像幀一樣，中間有兩層介質，一個是軌幀，一個是空氣，所以靈敏度一下子提上去了。現在我們已經做到第三代了，工藝方面做得更薄了。

　　3 跨模態信息表征和目標識別

　　觸覺與圖像是同構的。如何理解這句話呢?圖像就是一個一個點陣，每個點陣就是像素，大小是灰度;而觸覺也是一個一個點，大小是力，因此觸覺和圖 像是同構的，這樣就可以將觸覺的編碼方法用于視覺里面。這一原理的一個應用就是盲人識圖，比如在盲人的眼睛處裝兩個攝像機，將圖像編成觸覺編碼，這樣盲人 可以通過手來感受外部的世界。

　　孫教授團隊在視觸覺信息的編碼與融合方面做了大量的研究工作，主要貢獻包括視觸覺的線性動態系統稀疏編碼(LDS-SC)方法和三線程卷積神經網絡觸覺編碼方法，以及基于聯合稀疏編碼和基于擴展貝葉斯概率推理的視觸覺融合方法。

　　 4 精細操作

　　上面的問題告訴機器人在什么樣的環境下，這個物體是什么，那么，機器人怎樣操作這個物體呢?

       現在大家又回到經驗的辦法做這個事情。抓取物體時姿態是多少，力的大小又是多少，把它記到數據庫里面。

　　那么精細操作面臨的挑戰有哪些呢?