机器人也会梳头了：直发卷发都能梳 梳开打结头发不会痛
▲RoboWig在假发上测试梳头功能
该团队的控制策略是，根据他们建立的毛发纤维底层模型和配备在机器人上的摄像头，让机器人感知毛发的卷曲和打结程度，并依据人的疼痛感等反馈进行适应性调整。他们对RoboWig进行了测试，用它来梳理各种不同卷曲度的头发。
这项研究成果于本月早些时候发表在国际知名学术会议IEEE RoboSoft（IEEE软体机器人国际会议）上，论文题目为《理解机器人梳头时柔软纤维的缠结（Understanding the Entanglement of Soft Fibers for Robotic Hair Brushing ）》。
论文链接：https://docs.google.com/document/d/1SSXM6mOiI9GCISY0Io_1k7NE6nmBmm4z0Nl90YzETCM/edit
一、建立“毛发打结”模型，机器人感知卷曲度
在RoboWig出现之前，机器人梳理毛发领域的研究主要集中在头发的力学、动态和视觉特性上，而RoboWig则专注于头发的缠结和自身梳理行为的调节。
RoboWig的毛发纤维底层模型是它的动力所在。CSAIL博士后乔西·休斯（Josie Hughes）和她的团队选择用一组像DNA链一样的缠绕双螺旋模型来代表缠结的头发。这种模型为操纵软纤维束的数学模型和控制系统提供了参考。
▲RoboWig自动分析头发卷曲的程度
休斯说：“我们用模型表现了头发是如何缠绕在一起的。人在学梳头的时候可以明白这个过程，但现在我们可以通过模型来演示，再教会机器人。”
要真正“教会”机器人如何梳头是十分复杂的。因为每个人的头发情况都是不同的，梳理时头发之间错综复杂的相互作用很容易导致打结。而且如果梳理不当，很可能会扯痛人的头皮，或对头发造成损伤。
二、根据反馈自动选择梳头力度
RoboWig的机械臂上有一个软毛感应刷，可以测量梳理过程中的力。研究人员将软毛感应刷与一种 “闭环控制系统”结合起来，该系统从输出中获得反馈，并在不需要人工干预的情况下自动执行动作。这样，就可以让用户对梳头的感觉进行反馈，从而优化每次梳理的头发的长度，同时考虑到人类的疼痛感和梳头所花费的时间。
最初的测试在许多不同发型和卷曲程度的假发上进行。RoboWig可以根据头发缠结的数量来选择适当的梳理长度，有效地梳开缠结。例如，对于卷曲的头发，就要主要考虑人的疼痛因素，所以最好轻轻梳理，每次只梳理一小段头发。
该团队希望最终在人类身上进行更真实的实验，以便更好地理解RoboWig对人类不同的疼痛体验的表现。人的疼痛体验是一个非常主观的度量，因为不同的人对疼痛的感觉和耐受度都不一样。
结语：机器人技术助力护理等领域
随着机器人技术在个人护理领域的不断深入，各式各样的精巧机器人早已开始面世。2011年，日本科技巨头松下（Panasonic）研发了一款可以洗头、按摩、吹干头发的机器人，旨在帮助老年人和行动不便的人，同时减轻照顾者的负担。
在未来，像RoboWig这种机器人的毛发梳理功能或许还会扩展到更多的领域。正如休斯所说：“为了让机器人能完成更复杂的任务，比如梳头发，我们不仅需要新的安全硬件，还需要更了解头发这类柔软的纤维缠结的行为。除了梳头，我们提供的模型还可以用于梳理纺织品纤维，或动物纤维。”
