软体机器人侦测损伤并自愈

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美国康奈尔大学的工程师们声称,他们发明了一种软体机器人,能够检测到损伤,然后在现场自愈。

研究人员在一个类似四条腿的海星的软机器人上安装了sheald(用于动态传感的自愈合光导),并配备了反馈控制
研究人员在一个类似四条腿的海星的软机器人中安装了sheald(用于动态传感的自愈合光导),并配备了反馈控制-康奈尔大学

根据康奈尔大学的研究小组有机机器人实验室在美国,机器人可以识别何时何地被损坏,这要归功于一种使用可拉伸光纤传感器和LED灯的技术,这种技术能够检测到机器人表面的微小变化。

机械与航空航天工程副教授罗布·谢泼德(Rob Shepherd)说:“我们的实验室一直在努力让机器人更耐用、更敏捷,这样它们就能在更大的能力下工作更长时间。”

“如果你让机器人长时间工作,它们会累积伤害。那么我们如何让他们修复或处理这些损害呢?”

传感器与含有氢键的聚氨酯尿素弹性体结合在一起,用于快速愈合,并与二硫化物交换以增强强度。

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根据该团队的说法,由此产生的sheald(用于动态传感的自愈光导)提供了一种抗损伤软机器人,可以在室温下自愈伤口,无需任何外部干预。

为了演示该技术,研究人员将sheald安装在一个类似四条腿海星的软体机器人上,并为其配备反馈控制。他们证实,研究人员随后在它的一条腿上扎了六次针,之后机器人能够检测到损伤,并在大约一分钟内自愈。机器人还可以根据感知到的损伤自主调整步态。

虽然这种材料很坚固,但并非坚不可摧——谢泼德称其具有与人肉类似的特性。

“烧伤或酸或热的东西不会很好地愈合,因为这会改变化学性质。但我们可以很好地治愈伤口,”他解释道。

Shepherd计划将sheald与能够识别触觉事件的机器学习算法结合起来,最终创造出“一个非常耐用的机器人,它拥有自我修复的皮肤,但使用相同的皮肤来感知环境,从而能够完成更多的任务”。

这项研究发表在科学的进步