研究人员开发了新型3D打印传感器，以实现人机交互
来自首尔国立大学（SNU）的研究人员开发了新型3D打印传感器，使人类能够与可变形的软机器人系统进行远程互动。
事实证明，这种多功能设备能够随意拉伸和弯曲成复杂的形状，还能提供光学、微流体和压阻传感功能。在测试过程中，该团队能够将他们的传感器集成到可穿戴和刺激驱动的执行器中，允许用户从远处控制多个机器人设备。
研究人员能够将他们的3D打印传感器（如图）集成到多个软机器人设备中。图片来自《科学机器人》杂志。
让软机器人技术更加灵敏
已经进行了大量的研究，使机器人系统与环境和人类的互动性更强。这些研究主要集中在能够对电阻或光强度等输入作出反应的传感器上，但许多传感器一次只能检测一种变形模式。
虽然微流控和织物设备在这一领域已经显示出了希望，但它们无法区分不同的类型，因为它们只有一个传感元件。鉴于一个单一的刺激可以引起多个变形反应，因此，创建一个更适应的软传感器仍然是非常可取的。
已经采取了多种方法来创建多模态机器人，包括将流体通道或传感元件嵌入到弹性体结构中。然而，将传感器物理地结合到一个结构中往往会影响其尺寸，并增加了设计和制造过程的复杂性。
利用3D打印，SNU的科学家们能够将三种不同的传感元件集成到一个装置中（如图）。图片来自《科学机器人》杂志。
团队的新型多模态传感器
为了克服之前项目的局限性，该团队3D打印了一种多功能传感器，能够检测单一模式的变形，并一次性将其解耦。该设备本身的特点是一个充满离子液体的微流体通道、弹性体外壳和导电织物层。
理论上，当该团队的设计受到变形时，其通道将作为传感器并改变其电阻。为了将其付诸实践，研究人员让他们的设备承受不同的力，并在模拟的同时部署了一种机器学习技术来测量其多模态能力。
在施加局部接触压力之前，将传感器从旋转关节的中性轴上弯曲，以模拟拉伸、压缩和弯曲。结果显示，该设备的信号灵敏度根据施加压力的位置而改变，表明它可以对外部刺激作出反应。
为了证明他们的传感器在人类-机器人界面中的潜力，科学家们构建了两个原型系统。一个是可穿戴设备，使用户能够准确控制无人机和机械臂，另一个是由四个执行器组成的软性机器人"手腕"，可以对外力做出反应。
虽然该团队承认还需要进一步的测试，以消除人工生产步骤，但他们认为他们的设备与其他设计相比是一个重大进步。未来，科学家们认为，他们的传感器可以应用在更大的机器人内，为其提供多达10种不同的传感能力。
软体机器人技术的其他进展
研究人员正越来越多地部署3D打印，以制造具有更复杂设计和先进功能的软机器人，从感觉、行走到"出汗"。
来自浙江工业大学、天津大学、南京工业大学和立命馆大学的科学家们，开发出了一种3D打印的软性机器人手指。该团队制作了他们的增材数字，作为一个概念证明，可以部署多材料制造来简化机器人生产过程。
与此同时，康奈尔大学的研究人员已经3D打印出了一种柔软的机器人肌肉，它能够通过汗液控制内部温度。这种柔软的手指状的执行器，可以让没有束缚的机器人长时间工作而不会过热。
还有来自加州大学圣地亚哥分校的一个团队部署了快速成型制造技术来生产行走的昆虫启发机器人。这款经济实惠的机器人是为了降低正在寻求进入该领域的爱好者和研究人员的入门成本而设计的。
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传感发烧友
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