哈佛大學(xué)劍橋大學(xué)的工程師開發(fā)出可以感應(yīng)觸摸，壓力，運(yùn)動(dòng)和溫度的軟機(jī)器人。這些設(shè)備采用嵌入式傳感器，靈感來自大自然和人體的感官能力。

過去，在軟機(jī)器人中集成傳感器一直很困難，因?yàn)榇蠖鄶?shù)傳感器，例如傳統(tǒng)電子設(shè)備中使用的傳感器，都是剛性的。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，工程師將有機(jī)離子液體導(dǎo)電油墨包裹在包含大多數(shù)軟機(jī)器人的軟彈性體基質(zhì)中。材料可以3D打印。

為了制造他們的設(shè)備，哈佛工程師使用了Wyss生物啟發(fā)工程研究所開發(fā)的3D打印技術(shù)。嵌入式3D打印可在一個(gè)柔軟的機(jī)身內(nèi)無縫快速地集成多種功能和材料。

根據(jù)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院電氣工程教授羅伯特伍德博士的說法，研究工作“代表了軟機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)性進(jìn)展”。我們的制造平臺使復(fù)雜的傳感圖案可以輕松集成到軟機(jī)器人系統(tǒng)中。

“到目前為止，軟機(jī)器人中使用的大多數(shù)集成傳感器 - 執(zhí)行器系統(tǒng)都非常簡陋，”Wood解釋道。“通過在這些軟系統(tǒng)中直接印刷離子液體傳感器，我們開辟了設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的新途徑，最終將實(shí)現(xiàn)軟機(jī)器人的真正閉環(huán)控制。”

“這種方法的功能和設(shè)計(jì)靈活性是無與倫比的，”Wood說。“這種新墨水與我們的嵌入式3D打印工藝相結(jié)合，使我們能夠在一個(gè)集成的軟機(jī)器人系統(tǒng)中結(jié)合軟測量和驅(qū)動(dòng)。”

為了測試傳感器，Wood和他的同事們打印了一個(gè)由三個(gè)柔軟手指組成的軟機(jī)器人手柄。他們測試了夾具檢測充氣壓力，曲率，接觸和溫度的能力。此外，工程師還嵌入了多個(gè)接觸式傳感器，因此夾具可以感應(yīng)光線和深度觸摸。

“軟機(jī)器人通常受到限制幾何形狀選擇的傳統(tǒng)模塑技術(shù)的限制，或者，在商業(yè)3D打印的情況下，材料選擇會妨礙設(shè)計(jì)選擇，”Wood說。“[我們實(shí)驗(yàn)室]開發(fā)的技術(shù)有機(jī)會徹底改變機(jī)器人的創(chuàng)造方式 - 擺脫順序過程，創(chuàng)造出具有嵌入式傳感器和執(zhí)行器的復(fù)雜單片機(jī)器人。”

在未來，Wood和他的同事希望利用機(jī)器學(xué)習(xí)的力量來訓(xùn)練他們的機(jī)器人，以掌握不同大小，形狀，表面紋理和溫度的物體。