集成驱动和传感打造更智能的软机器人

  • 发布时间:2024-06-04 17:29:43 来源:
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导读 随着软机器人技术的兴起,机器人世界正在经历一场变革性的变化,软机器人在从医疗干预到复杂的救援行动等各种应用中提供了无与伦比的灵活性...

随着软机器人技术的兴起,机器人世界正在经历一场变革性的变化,软机器人在从医疗干预到复杂的救援行动等各种应用中提供了无与伦比的灵活性和适应性。

周等人于2024年在《CyborgandBionicSystems》上发表的一篇评论文章阐明了这一演变,强调了驱动和传感技术的关键集成,为真正智能的软机器人铺平了道路。这篇文章的标题是“集成驱动和传感:迈向智能软机器人”。

软机器人与刚性机器人不同,它们由模仿活体组织机械特性的材料制成,因此能够像真人一样优雅地移动和适应。这种能力使它们非常适合在传统机器人可能失效的非结构化和不可预测的环境中运行。

这项创新研究由中国南京东南大学的团队牵头,重点研究将驱动(移动和与周围环境互动的能力)与传感(涉及收集有关环境的数据)相结合。这种整合对于开发能够自主反应和适应周围环境的软机器人至关重要。

驱动技术使软机器人能够执行各种任务,例如在崎岖地形上导航或小心地处理物体。另一方面,传感技术使这些机器人能够感知其环境,从检测障碍物到评估与其交互的物体的属性。通过整合这两种能力,软机器人可以更有效、更自主地执行复杂任务。

周和同事讨论了各种驱动方法,包括压力驱动、电力驱动和利用形状记忆材料的驱动方法。这些方法使软机器人能够实现复杂的动作,例如旋转、爬行和弯曲。

在感知方面,研究人员探索了本体感受(自我感知)和触觉(基于触摸)感知方面的进步,这使得机器人能够了解其身体位置并对身体接触做出反应。

该评论的亮点之一是详细研究了三种用于驱动和传感的集成方法:

传感器表面集成:在机器人表面嵌入传感器,提供外部交互的实时反馈。

传感器内部集成:在机器人内部加入传感器来监测内部状态,增强机器人根据动态内部和外部条件调整其运动的能力。

闭环系统集成:利用传感器反馈来创建驱动和传感不断通知和优化彼此功能的系统。

尽管取得了令人鼓舞的进展,但该评论也指出了该领域面临的几个挑战。其中包括需要更耐用、更可靠的集成技术、开发能够承受各种作环境的材料,以及创建更复杂的模型来预测和控制机器人行为。

研究团队提出的未来方向包括增强这些机器人的负载能力、提高其能源效率以及改进使其能够在极端条件下运行的技术。

这些改进可能会彻底改变机器人在深海探索、灾难恢复和医疗保健等领域的使用方式。

该评论不仅总结了软机器人的现状,也号召研究人员采取行动。它鼓励进一步探索驱动和传感的集成,以充分发挥软机器人的潜力。

随着该领域的发展,它有望推出不仅适应性更强、更安全地与人类互动,而且还能够执行目前难以想象的任务的机器人。

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