“机器人假发”解开你的头发

这似乎是一种真正激进的“自我照顾”方式，但也很狡猾机器人剃须、洗头和化妆都不是什么新鲜事。2011年，科技巨头松下(Panasonic)开发了一款可以清洗、按摩甚至吹干头发的机器人，其设计目的是帮助“老年人和行动不便的人安全舒适地生活，同时减轻护理人员的负担”。

然而，梳理毛发的机器人却很少被研究，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和哈佛大学软数学实验室的科学家们开发了一种机械手臂安装时使用一个感应软毛刷，摄像头可以帮助手臂“看到”并评估卷曲程度，让系统规划一个精细且省时的刷出过程。

他们的控制策略是根据纤维束缠结的程度而调整的，他们用“机器人假发”来测试，假发从直发到非常卷曲的头发都有。

虽然“机器人假发”的硬件配置看起来充满未来感且闪闪发光，但真正让它发光的是头发纤维的底层模型。加州理工学院博士后乔西·休斯和她的团队采用了一种方法，将缠绕的软纤维束作为一组缠绕的双螺旋——想想经典的DNA链。这种级别的粒度为操作软纤维束的数学模型和控制系统提供了关键的见解，在纺织工业、动物护理和其他纤维系统中有广泛的应用。

RoboWig还可能以《Lady and the Tramp》的风格有效地操控意大利面。休斯是一篇关于机器人假发的论文的第一作者，他说:“通过开发一个缠结的纤维模型，我们从基于模型的角度了解了头发必须如何缠结:从底部开始，慢慢向上移动，以防止纤维‘堵塞’。”“这是每个梳过头发的人都从经验中学到的东西，但现在我们可以通过模型来演示，并用于告知机器人。”

分叉

这是一项复杂的任务。每一头头发都是不同的，头发之间错综复杂的相互作用在梳理时很容易导致结。更重要的是，如果使用了不正确的刷牙策略，这个过程会非常痛苦，并损害头发。

之前在梳理领域的研究主要集中在毛发的机械、动态和视觉属性上，而RoboWig则专注于梳理和梳理行为。

为了梳理和操作头发，研究人员在机器人手臂上添加了软鬃毛传感刷，以便测量刷牙时的力量。他们将这种设置与所谓的“闭环控制系统”相结合，该系统可以从输出中获取反馈，并在不需要人工干预的情况下自动执行操作。这就产生了画笔的“力反馈”——一种让用户感觉设备正在做什么的控制方法——所以可以优化画笔的长度，同时考虑到潜在的“疼痛”和画笔所花费的时间。

最初的测试保存了人类的头部——现在——取而代之的是各种发型和类型的假发。该模型深入了解了梳理的行为，与纠缠的数量有关，以及如何通过选择合适的梳理长度来高效有效地清除这些纠缠。例如，对于卷发，疼痛成本将占主导地位，所以短长度的梳子是最佳选择。

该团队希望最终在人类身上进行更真实的实验，以更好地理解机器人在疼痛体验方面的表现——这是一个明显高度主观的指标，因为一个人的“2”可能是另一个人的“8”。

休斯说:“为了让机器人将其任务解决能力扩展到更复杂的任务，比如梳理头发，我们不仅需要新的安全硬件，还需要了解柔软的头发和纠结的纤维的复杂行为。”“除了梳理毛发，我们的方法提供的见解可以应用于纺织纤维或动物纤维的梳理。”