機器人技術:新型仿真感應器幾乎可以適用於任何地 方

慕尼黑工業大學(TUM)機器人和機器智能學院(MIRMI)的研究人員開發出一種自動製造柔性感應器的過程。這些通用測量單元可以附著在幾乎任何物體上。特別是在機器人技術和義肢方面,可以應用這些感應器。

來源: ScienceDaily

“感知和感應我們的環境對於有效地與之互動至關重要,” Sonja Groß說道。與物體互動的一個重要因素是它們的形狀。”這決定了我們如何執行某些任務,” TUM的MIRMI研究人員表示。此外,物體的物理特性,如硬度和靈活性,也會影響我們如何抓取和操縱它們。

人工手:與機器人系統的互動

機器人技術和義肢領域的終極目標是實現對人類手部感覺運動技能的逼真仿真。在機器人技術中,力和扭矩感應器已經完全集成到大多數設備中。這些測量感應器提供有關機器人系統(如人工手)與周圍環境互動的有價值的反饋。然而,傳統感應器在定制性方面存在限制。它們也無法附著在任意物體上。簡而言之:直到現在,還沒有一個過程可以生產出適用於任意形狀和大小的堅硬物體的感應器。

首次提出軟感測器的新框架

這是Sonja Groß和Diego Hidalgo的研究起點,他們現在在倫敦的ICRA機器人會議上發表了這一研究成果。不同之處在於,他們使用了一種像皮膚一樣的軟材料包裹物體。研究團隊還開發了一個基本自動化的生產過程框架,該框架的工作方式如下:“我們使用軟體來建立感測系統的結構,”Hidalgo說。“然後我們將這些信息發送到3D打印機,用於製造我們的軟感測器。”打印機將導電黑漿注入液態矽膠中。矽膠變硬,但黑漿被包裹其中並保持液態。當感測器被擠壓或拉伸時,它們的電阻變化。“這告訴我們表面受到了多大的壓縮或拉伸力。我們利用這個原理來對物體的交互進行一般性理解,特別是學習如何控制與這些物體交互的人工手,”Hidalgo解釋道。他們的工作的獨特之處在於:嵌入矽膠中的感測器能夠適應所涉及的表面(如手指或手),但仍然提供可以用於與環境交互的精確數據。

機器人學和特別是假肢方面的新視角

“將這些軟感測器集成到3D物體中為人工智能的高級觸覺感測開辟了新的道路,”MIRMI執行董事Sami Haddadin教授說。這些感測器提供有關壓縮力和變形的寶貴數據,從而提供即時反饋。這擴大了對物體或機械手的感知範圍,從而實現更精細和敏感的交互。Haddadin說:“這項工作有可能通過創造無線和可定制的傳感器技術,為任意物體和機器帶來一場革命,從而在機器人、假肢和人機交互等行業實現一場普遍的革命。”

新增留言