发布日期:2022-05-18 点击率:30
活生物激发了模仿动植物复杂运动的软机器人研究。然而,当前的软机器人具有有限的感官能力或没有感官能力,这阻碍了它们向可能感觉到的人工智能机器人的发展。
最大的挑战在于实现高度集成的致动和传感机制,当机器人尺寸小至厘米时,这变得更加困难。
现在,新加坡国立大学Ho研究小组的一组研究人员开发了一种光驱动机器人,该机器人将应变传感器,温度传感器和执行器紧凑地集成到了厚度约为115 µm的薄膜中。
图1.小型kirigami体感光驱动薄膜机器人。比例尺为1厘米。(图片:新加坡国立大学何研究小组)
这种受光机体启发的体感光驱机器人(SLiR)可以同时感知应变和温度。它使软机器人对其身体状况以及周围环境具有复杂的感知。
国立大学电气与计算机工程副教授Ho Ghim Wei博士说:“我们开发了一个完整的薄膜构造,其中包括一个无干扰的压阻应变和热电温度传感器,以实现同时反射和机车的能力。”“这允许制造能够同时感知和运动的可定制微型软件机器人。”
图2.体感光驱动机器人(SLiR)拟人化手。a)SLiR手(左)和其中指弯曲(右)。b)对每个手指运动的阻力反应。c)食指触摸并远离热/冷物体的电压响应d)SLiR手挤压海绵。e)自由捏动和挤压具有不同柔软度的物体的阻力响应。(图片:新加坡国立大学何研究小组)
柔性且整体的薄膜复合材料允许对传感器和执行器进行任意图案化,并且可以通过kirigami转换为各种2D到3D原型。机器人的尺寸可以轻松缩小。
Wang的工作主要集中在设计几个具有本体和外在反馈能力的kirigami软机器人原型上。这些原型机之一就是机器人助行器,当它穿越不同的表面地形时,会提供有关其详细机车步态以及细微地形纹理的反馈。
另一个原型是拟人化的手,它具有体感接收功能,显示特定的手指运动,热/冷感和硬度/柔软感。
另一个设计是不受束缚的ipe,它可以行走,转动和无线感应光强度,风速和人的触感。
图3.带有方向性运动和大量传感器的不受束缚的SLiR ipe。(图片:新加坡国立大学何研究小组)
SLiR可用于主动人机交互,环境数据收集以及对致动和传感系统的闭环控制。研究人员的设计原理和制造工艺提供了易于制造的自主软体系统,更接近于模仿自然生物的智能。
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