如果機器人要冒險進入人類無法進入的偏遠環(huán)境,例如深海環(huán)境或遙遠的太空,它們不僅需要能量和到達那里的方式,而且還需要能夠照顧自己.關(guān)于我自己。
為此,由康奈爾工程學(xué)院機械和航空航天工程副教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊將光學(xué)傳感器與復(fù)合材料相結(jié)合,創(chuàng)造出一種軟體機器人,可以檢測任何地方的損壞,然后就地進行自我修復(fù)。
研究人員說,“我們的實驗室一直在努力讓機器人的壽命更長、更敏捷,這樣它們就能以更高的容量運行更長的時間。問題是,如果你讓機器人長時間運行時間,它會累積損壞。那么我們?nèi)绾巫屗麄冃迯?fù)或處理這種損壞?
此修復(fù)的第一步是機器人必須能夠識別需要修復(fù)的內(nèi)容
該研究團隊的有機機器人實驗室多年來一直在從皮膚到可穿戴技術(shù)的各個方面使用彈性光纖傳感器。這使得軟體機器人和相關(guān)組件盡可能地靈活和實用。
在光學(xué)傳感器中,來自LED的光通過光波導(dǎo)傳輸,當材料變形時,光電二極管可以檢測到光束強度的變化。這項技術(shù)的優(yōu)點之一是,如果波導(dǎo)被刺破或切斷,它仍然能夠傳輸光。
研究人員將傳感器與聚氨酯-尿素彈性體相結(jié)合,該彈性體包含用于快速愈合的氫鍵和用于增加強度的二硫化物交換。
結(jié)果是用于動態(tài)傳感的自我修復(fù)SHeaLDS光導(dǎo),可提供可靠的動態(tài)傳感,抗損壞,并且在室溫下無需任何外部干預(yù)即可從切口中自我修復(fù)。
為了演示這項技術(shù),研究人員將SHeaLDS安裝在一個類似于四足海星并配備反饋控制的軟體機器人中。在研究人員將一條腿總共刺了六次之后,機器人能夠在大約一分鐘內(nèi)檢測到損傷并自行修復(fù)每條傷口。機器人還可以根據(jù)感知到的障礙自動調(diào)整步態(tài)。
這種材料雖然堅固,但并非堅不可摧。
研究人員說,“它們具有與人體相似的特性。燒傷或酸燒傷或燙傷無法很好地治愈,因為它會改變化學(xué)成分。但我們可以很好地治愈傷口。傷害?!薄 ⊙芯咳藛T計劃將SHeaLDS與識別觸覺事件的機器學(xué)習算法相結(jié)合,最終創(chuàng)建一個“持久耐用的機器人,它不僅擁有可以自我修復(fù)的皮膚,而且還可以使用相同的皮膚來感知周圍的事物”。環(huán)境到多任務(wù)?!?/p>
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