新一代柔软有弹性机器款款走来 再见刚性机器人

　　对位置的感知

　　随着机械章鱼、毛毛虫、海星和其他延展性机器的出现，一些科学家开始聚焦控制这些设备行动的更好方法。“我们讨论的是松软、有弹性的材料。”印第安纳州普渡大学机械工程师Rebecca Kramer介绍说，“当有东西在一边移动，你并不是很确定机器的其他部分将在哪里停止。”这便是为何很多应用可能需要额外的传感器监控移动。然而，传统的位置和力传感器——僵硬或半僵硬的电子元器件——未必总能和经历了极端形状改变的软机器人很好地“相处”。

　　诸如Yong-Lae Park等工程师正在通过研发可伸缩的电子传感器解决该问题。在卡耐基梅隆大学，Park致力于研究含有夹在硅橡胶片中间的液态金属电路的黏性贴片。这些液态电路以包括螺旋和条纹在内的各种模式浇筑成型，从而通过定制感知设备何时以及朝哪个方向被挤压或拉伸。

　　“可伸缩传感器能和皮肤一样敏感，这取决于你如何设计它们。你可以将它们调整到对手指轻微擦过或一个重30磅的物体作出反应。”康奈尔大学机械工程师Robert Shepherd表示。他开发出一种方法，可直接在软机器人上3D打印对拉伸敏感的“皮肤”。

　　可伸缩传感器在迅速发展的可穿戴机器人学领域扮演着重要角色。在美国军方的资助下，来自哈佛大学的Conor Walsh花费数年研发并改良了一种为士兵打造的软机械护甲。它很柔软，类似于较早的“铁人”外骨骼，旨在帮助士兵长距离搬运沉重的载荷。Walsh介绍说，用户仍能感觉到有设备在帮助他们移动，但穿着这种衣服行走会感觉“非常自然”。这是对传统外骨骼的一个较大改进。Walsh的衣服利用了由尼龙、聚合物和氨纶制成并且策略性地沿腿部放置的带子，而不是笨重且僵硬的套子。一些位置和加速度传感器——目前还是标准的僵硬设备——能帮助监控穿戴者的步态，并在关键时刻提供帮助。Walsh表示，下一步是将可伸缩传感器包括进来，从而产生更柔软、更舒适的体验。