首爾國立大學(xué)（SNU）的研究人員開(kāi)發(fā)(fā)了新穎的3D打印傳感器，使人類(lèi)能夠與變形的軟機器人系統(tǒng)進(jìn)行遠程交互。事實(shí)證明，該多功能設備能夠隨意拉伸和彎曲成復雜的形狀，它還具有光學(xué)，微流體和壓阻傳感功能。在測試期間，該團隊能夠?qū)⑵鋫鞲釁骷傻嬌紗┐骱圖鋏?qū)動(dòng)的執(zhí)行器中，從而使用戶(hù)可以遠距離控制多個(gè)機器人設備。

研究人員能夠?qū)⑵?/span>3D打印傳感器（如圖所示）集成到多個(gè)軟機器人設備中。圖片來(lái)自《科學(xué)機器人》雜志。

使軟機器人更加敏感

為了使機器人系統(tǒng)與環(huán)(huán)境和人類(lèi)更具交互性，科學(xué)家已經(jīng)(jīng)進(jìn)行了大量研究。最初，這些研究集中在能夠?qū)斎耄ɡ珉娮杌蜆鈴姸齲┳齔鯫憫膫鞲釁魃?，但是許多傳感器一次只能檢測一種變形模式。盡管微流體和織物設備在這一領(lǐng)(lǐng)域已顯示出希望，但它們只能區(qū)分一個(gè)傳感元件，因此無(wú)法區(qū)分不同類(lèi)型?？紤]到單個(gè)刺激可以引起多個(gè)變形響應，因此仍然非常需要創(chuàng )(chuàng)建一種更具適應性的軟傳感器。

已經(jīng)(jīng)采取了多種方法來(lái)創(chuàng )(chuàng)建多模式機器人，包括將流體通道或傳感元件嵌入彈性體結(jié)構(gòu)中。然而，將傳感器物理地組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)經(jīng)(jīng)常影響它們的尺寸，并增加了設計和制造過(guò)程的復雜性。

使用3D打印，科學(xué)家們能夠?qū)⑷齻€(gè)不同的傳感元件集成到一個(gè)設備中（如圖所示）。圖片來(lái)自《科學(xué)機器人》雜志。

團隊的新型多模式傳感器

為了克服先前項目的局限性，團隊3D打印了一個(gè)多功能傳感器，該傳感器能夠檢測單個(gè)變形模式并立即將它們?nèi)拷怦?。該設備本身具有微流體通道，該通道中充滿(mǎn)了離子液體，彈性外殼和導電織物層。從理論上講，當團隊的設計發(fā)(fā)生變形時(shí)，其通道將充當傳感器并改變其電阻。為了將其付諸實(shí)踐，研究人員將他們的設備置于不同的力下，并在模擬過(guò)程中部署了機器學(xué)習技術(shù)(shù)以測量其多峰能力。

在施加局部接觸壓力之前，將傳感器從旋轉(zhuǎn)接頭的中性軸彎曲，以模擬拉伸，壓縮和彎曲。結(jié)果表明，設備信號的靈敏度隨施加壓力的位置而變化，表明它可能對外部刺激產(chǎn)(chǎn)生反應。為了證明他們的傳感器在人機界面中的潛力，科學(xué)家構(gòu)建了兩個(gè)原型系統(tǒng)。一種是可穿戴設備，使用戶(hù)能夠精確控制無(wú)人機和機械臂，而另一種則是由四個(gè)執(zhí)行器組成的軟機器人“手腕”，可以對外力產(chǎn)(chǎn)生反作用。

盡管該團隊承認需要進(jìn)行進(jìn)一步的測試以消除手動(dòng)生產(chǎn)(chǎn)步驟，但與其他設計相比，他們認為自己的設備是向前邁出的重要一步。未來(lái)，科學(xué)家們相信他們的傳感器可以應用于大型機器人中，從而為他們提供多達十種不同的傳感功能。

軟機器人技術(shù)(shù)的進(jìn)步

研究人員正越來(lái)越多地采用3D打印技術(shù)(shù)，以制造具有更復雜設計和高級功能（從感覺(jué)到走路到“出汗”）的軟機器人。來(lái)自浙江工業(yè)(yè)大學(xué)，天津大學(xué)，南京理工大學(xué)和立命館大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)(jīng)開(kāi)發(fā)(fā)出3D打印的軟機器人手指。該團隊生產(chǎn)(chǎn)了他們的加法數(shù)字，以證明可以采用多種材料制造來(lái)簡(jiǎn)化機器人生產(chǎn)(chǎn)過(guò)程。同時(shí)，康奈爾大學(xué)的研究人員用3D打印了一條柔軟的機器人肌肉，該肌肉可以通過(guò)汗水控制內(nèi)部溫度。柔軟的手指狀致動(dòng)器可以使不受束縛的機器人長(cháng)時(shí)間運行而不會(huì )過(guò)熱。

在其他地方，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的一個(gè)團隊已部署增材制造，以生產(chǎn)(chǎn)步行昆蟲(chóng)啟發(fā)(fā)的機器人。 精打細算的機器人旨在降低尋求進(jìn)入該領(lǐng)(lǐng)域的愛(ài)好者和研究人員的進(jìn)入成本。

來(lái)源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39883.html