科学家们在用于辅助可穿戴设备、康复技术等的软机器人方面取得了长足的进步。它们由压缩空气提供动力,与普通机器人相比具有感应能力、柔软触感和高功率输入比等优势。
然而,设计和建造它们一直是一个挑战,因为需要手动设计和制造流程,这需要大量的反复试验。现在,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 的科学家们提出了一种名为“PneuAct”的新管道,该管道使用计算机和特殊的针织工艺来设计和数字化制造软气动执行器。他们的工作最终可能会导致新的辅助和康复设备。
CSAIL 研究人员表示:“PneuAct 使用机器编织工艺——与你奶奶的塑料针编织没有什么不同——但这台机器是自主运行的。”设计人员只需在软件中指定针迹和传感器设计模式,即可对执行器运动进行编程,并可在打印前对其进行模拟。然后通过针织机制造纺织片,将其固定在橡胶硅胶管上以完成致动器。
执行器使用导电纱线进行感应,因此它们基本上可以“感觉”或响应它们抓取的东西。作为概念验证,该团队开发了几个原型,包括辅助手套、软手、交互式机器人和气动行走四足动物,如上面的视频所示。
与旧设计相比,新设备有了很大改进,在充气时结合了程序弯曲和结合反馈的能力。 “例如,该团队使用执行器构建了一个机器人,当它被人手特别触摸时,它会感应到,并对这种触摸做出反应,”该团队写道。戴上手套可以补充手指肌肉的运动,增加额外的抓握力,帮助手指或手部受伤的人。
该团队计划探索具有不同形状的执行器,并将任务驱动的设计与目标姿势和最佳缝合图案相结合。 “我们的软件工具快速、易于使用,它可以准确地预览用户的设计,让他们能够快速进行虚拟迭代,而只需要制作一次,”该论文的作者、哈佛大学的安德鲁斯皮尔伯格说。