破解机器人“触觉智能”终极难题！浙大“活结”技术登《Nature》：一个绳结解锁精准力控-A³·爱力方

在人工智能（AI）的这场竞赛中，当全世界，都还在疯狂地，追逐着更庞大的算力、更复杂的算法时，一个源自中国、极其古老、也极其简单的日常动作——“系鞋带”——正以一种意想不到的方式，为机器人的未来，指示了一条全新的、近乎于“返璞归真”的进化路径。

近日，一篇由浙江大学杨卫院士、李铁风教授团队，联合浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军院士团队，共同完成的研究成果，作为封面文章，登上了全球最顶级的科学期刊《Nature》。

这项研究的核心，并非任何一种新的芯片或代码。

它是一种被研究团队命名为“Sliputure”（活结智能缝线）的、基于“滑结”的、纯粹的“机械智能”传动机制。

其所能实现的效果，堪称“神奇”：

在无需任何电子传感器、无需任何复杂程序的情况下，它，就能让一个冰冷的、没有“手感”的手术机器人，以高达95.4%的一致性，精准地，去感知和传递力度。

这场“绳结革命”的起点，是那个长期以来，一直困扰着整个机器人领域的、最核心的“瓶颈”之一——难以捉摸的“力控”。

无论是工业领域的精密装配，还是医疗领域的外科手术，机器人，往往都像是一个蒙着眼睛的“大力士”。

它，要么，因为用力过猛，而损坏昂贵的精密零件，或导致病人的组织缺血坏死。

要么，因为用力不足，而无法完成任务，或导致致命的吻合口渗漏。

传统的解决方案，是为机器人，加装昂贵的、精密的电子力传感器。但这，不仅会带来高昂的成本，更会在狭小的、充满了体液的手术环境中，面临可靠性急剧下降的风险。

而浙大的研究团队，则将目光，投向了那个被我们使用了数千年的、古老的“绳结”。

他们试图，从“结构”本身，而非“电路”和“代码”之中，去寻找一种全新的、更简洁的“智能”。

通过一套极其精密的、包含了高速摄影（11,000帧/秒）和微型CT（1.3微米分辨率）的实验体系，研究团队，系统性地，揭示了“滑结”，作为一种“机械力控制器”的、深刻的物理本质。

其核心，是一个由三个步骤所构成的、精妙的力学闭环：

“写入”：
- 在制作这个滑结时，所施加的“预紧力”，就像一段“代码”一样，被“编码”进了绳结的拓扑结构、接触摩擦和弹性形变之中。
“存储”：
- 滑结那独特的几何结构，与绳索之间，由摩擦力所构成的“机械锁”，能够长期地、稳定地，保持住这个被预设好的“力”的信息。
“读取”：
- 当使用者（无论是医生，还是机器人），拉动绳结的自由端，并达到一个临界点时，滑结，会发生一次瞬间的、可被清晰感知的“拓扑跳跃”（即，绳结被拉开）。而就在这一瞬间，那个被预先“编码”进去的、极其精准的“力”，便被稳定地，释放了出来。

简单来说，这个“滑结”，就像一个一次性的、纯机械的、被预先校准好的“力控保险丝”。

使用者，无需进行任何复杂的判断。他们，只需执行“拉”这个最简单的动作。当他们，感受到滑结被拉开的那个独特的“触觉信号”时，他们，便知道，那个“恰到好处”的力，已经被精准地，施加了。

在随后的、多层次的实战验证中，这项看似简单的技术，展现出了其惊人的、颠覆性的应用潜力。

在外科手术领域：
- 当这项技术，被应用于外科缝合线时，一个令人振奋的结果出现了：初级外科医生的手术打结力精度，飙升了121%，其表现，甚至，超越了使用传统缝线的、经验丰富的资深医学专家。
在机器人手术领域：
- 研究团队，将这个滑结系统，集成到了一个没有“触觉”的手术机器人之上，并为其，开发了一套基于视觉的自动制动系统。当机器人的摄像头，实时地，追踪到滑结被拉开的那个关键的视觉特征时，系统，会立即地，向机械臂，发送“停止”的指令。其结果是，机器人，首次，能够“看见”力度，并自动地、精准地，控制其缝合的力度。
在更广阔的机器人领域：
- 团队，还将这个滑结，设计成了一个可被调节的**“机械保险丝”**，并将其，集成到了一个缆索驱动的机械臂之上。当机械臂，与人或环境，发生意外的碰撞，并导致驱动力，超过滑结的预设阈值时，滑结，会迅速地，打开，并中断机械臂的行动，从而，起到一个“过载保护”的作用。