首爾科學家3D打印多功能軟傳感器，使人機交互成為可能

2020年12月獲悉,，首爾國立大學（SNU）的研究人員開發(fā)了新穎的3D打印傳感器,，使人類能夠與變形的軟機器人系統(tǒng)進行遠程交互,。

事實證明,，該多功能設備能夠隨意拉伸和彎曲成復雜的形狀，它還具有光學,，微流體和壓阻傳感功能,。在測試期間，能夠將其傳感器集成到可穿戴和激勵驅動的執(zhí)行器中,，從而使用戶可以遠距離控制多個機器人設備,。

研究人員能夠將他們的3D打印傳感器集成到各種軟機器人設備中

使軟機器人更加敏感

為了使機器人系統(tǒng)與環(huán)境和人類更具交互性，已經進行了大量研究,。最初,，這些研究集中在能夠對輸入（例如電阻或光強度）做出響應的傳感器上，但是許多傳感器一次只能檢測一種變形模式,。

盡管微流體和織物設備在這一領域已顯示出希望,，但它們只能區(qū)分一個傳感元件，因此無法區(qū)分不同類型,�,？紤]到單個刺激可以引起多個變形響應，因此仍然非常需要創(chuàng)建一種更具適應性的軟傳感器,。

已經采取了多種方法來創(chuàng)建多模式機器人，包括將流體通道或傳感元件嵌入彈性體結構中,。然而,，將傳感器物理地組合成一個結構經常影響它們的尺寸，并增加了設計和制造過程的復雜性,。

使用3D打印,，科學家們能夠將三個不同的傳感元件集成到一個設備中

團隊的新型多模式傳感器
為了克服先前項目的局限性，團隊3D打印了一個多功能傳感器,，該傳感器能夠檢測單個變形模式并立即將它們全部解耦,。該設備本身具有微流體通道,，該通道中充滿了離子液體，彈性外殼和導電織物層,。

從理論上講,，當團隊的設計發(fā)生變形時，其通道將充當傳感器并改變其電阻,。為了將其付諸實踐,，研究人員將他們的設備置于不同的力下，并在模擬過程中部署了機器學習技術以測量其多峰能力,。

在施加局部接觸壓力之前,，將傳感器從旋轉接頭的中性軸彎曲，以模擬拉伸,，壓縮和彎曲,。結果表明，設備信號的靈敏度隨施加壓力的位置而變化,，表明它可能對外部刺激產生反應,。

為了證明他們的傳感器在人機界面中的潛力，科學家構建了兩個原型系統(tǒng),。一種是可穿戴設備,，使用戶能夠精確控制無人機和機械臂，而另一種則是由四個執(zhí)行器組成的軟機器人“手腕”,，可以對外力產生反作用,。

盡管該團隊承認需要進行進一步的測試以消除手動生產步驟，但與其他設計相比,，他們認為自己的設備是向前邁出的重要一步,。未來，科學家們相信他們的傳感器可以應用于大型機器人中,，從而為他們提供多達十種不同的傳感功能,。