一种新的合成材料可以创建一个类似于生物神经系统的连接感官网络,使软机器人能够感知它们与环境的相互作用,并相应地调整它们的行动。
这种可拉伸的光学蕾丝材料是由博士生Patricia Xu通过康奈尔大学有机机器人实验室开发的。
“我们希望有一种方法来测量高度可变形物体的应力和应变,我们希望使用硬件本身,而不是视觉,”实验室主任罗布·谢泼德说,他是机械和航空航天工程副教授,也是该论文的资深作者。“从生物学的角度来思考这个问题是一个好方法。盲人仍然有感觉,因为他们的手指上有传感器,当他们的手指变形时,传感器会变形。机器人现在还没有这种能力。”
谢泼德的实验室之前创造了使用光纤检测这种变形的感觉泡沫。对于光学花边项目,徐使用了由3d打印聚氨酯制造的柔性多孔晶格结构。她在它的核心上插入了包含十多个机械传感器的可拉伸光纤,然后在光纤上安装了一个LED灯来照明。
当她在不同的点上按压晶格结构时,传感器能够精确定位光子流的变化。
徐说:“当结构变形时,输入线和输出线之间会有接触,光线会进入结构中的这些输出回路,所以你可以知道接触发生在哪里。”“它的强度决定了变形本身的强度。”
谢泼德说,这种光学花边不会用作机器人的皮肤涂层,而更像是机器人的皮肤本身。装有这种材料的机器人将更适合医疗保健行业,特别是生命开始和生命终结的护理,以及制造业。
虽然光学花边没有人类指尖那么敏感,因为人类指尖充满了神经感受器,但这种材料比人类背部更敏感。这种材料也是可洗的,这也带来了另一个应用:谢泼德的实验室已经成立了一家初创公司,将徐的传感器商业化,制作可以测量人的形状和运动的服装,用于增强现实训练。
故事来源:
提供的材料康奈尔大学.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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