MIT軟輔助機器人可穿戴設備從快速設計工具中獲得提升
具有集成傳感功能的軟執(zhí)行器已在各種應用中顯示出實用性，例如輔助可穿戴設備、機器人和交互式輸入設備。
科學家們已經為用于集成傳感的軟氣動執(zhí)行器創(chuàng)建了一種設計和制造工具，可以為個性化醫(yī)療保健、智能家居和游戲提供動力。
柔軟的氣動執(zhí)行器可能不會出現在日常對話中，但您很可能會從它們的實用性中受益。這些設備使用壓縮空氣為運動提供動力，并具有傳感功能，已被證明是輔助可穿戴設備、機器人和康復技術等各種應用中的關鍵支柱。
但是在創(chuàng)建具有高響應率和功率輸入比等優(yōu)點的小型動態(tài)設備時存在一些瓶頸。他們需要手動設計和制造流程，這意味著需要大量的試錯周期來實際測試并查看設計是否可行。
麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室 (CSAIL) 的科學家設計了一種可擴展的管道，用于計算設計和數字化制造軟氣動執(zhí)行器，稱為“PneuAct”。
編織的軟氣動執(zhí)行器PneuAct
PneuAct 使用機器編織工藝——與塑料針編織沒有什么不同——但這臺機器是自主運行的。人類設計師只需在軟件中指定針跡和傳感器設計模式，即可對執(zhí)行器的移動方式進行編程，然后可以在打印前對其進行模擬。紡織片由針織機制造，可以固定到便宜的現成橡膠硅膠管上以完成執(zhí)行器。
針織致動器集成了用于感應的導電紗線，使致動器能夠“感受”它們所觸摸的東西。該團隊制作了幾個原型，包括輔助手套、柔軟的手、交互式機器人和氣動行走四足動物。他們的設備被包裹在柔軟的黃色織物中，使它們看起來有點像香蕉手指。
盡管這些年來軟氣動執(zhí)行器的硬件開發(fā)發(fā)生了很多變化——2019 年協(xié)作機器人的原型使用這種執(zhí)行器來重現其手中類似人類的抓握——但設計工具并沒有以同樣快的速度改進. 舊工藝通常使用聚合物和成型，但科學家們使用了彈性和感應縫線（帶有導電紗線）的組合，允許在設備充氣時對設備的彎曲進行編程，并能夠結合現實世界的反饋。
例如，該團隊使用執(zhí)行器構建了一個機器人，當它被人手特別觸摸時，它會感知并對該觸摸做出反應。
該團隊的手套可以由人類佩戴以補充手指肌肉運動，最大限度地減少完成任務和動作所需的肌肉活動量。對于那些手指受傷、行動不便或其他創(chuàng)傷的人來說，這可能具有很大的潛力。該方法還可用于制造外骨骼（由計算機控制的可穿戴機器人單元，可補充人體運動并恢復運動和運動）；為此，研究人員制作了一種袖子，可以幫助佩戴者彎曲肘部、膝蓋或其他身體部位。
理解傳感器
團隊合并的一種傳感稱為“電阻壓力傳感”，執(zhí)行器“發(fā)送”壓力。在制造機器人抓手時，它會嘗試抓取某物，壓力傳感器會感應到物體上施加了多少力，然后它會嘗試查看抓取是否成功。另一種類型是“電容式傳感”，其中傳感器識別執(zhí)行器接觸的材料的一些信息。
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