波士頓動力的機器人和機械手這種都屬于剛體機器人，由剛性結構等組成，比如無法做到很微小，對人體和周圍環(huán)境存在安全性等問題，那么這些問題應該怎么解決呢？在柔性材料的迅速發(fā)展下，科學家們結合仿生學（比如毛毛蟲、蛇等動物）設計了軟體機器人，這種不使用電機驅(qū)動，依靠肌腱進行驅(qū)動，因此避免了很多麻煩。但其難點就在于材料和生產(chǎn)上，材料的限制導致很多運動無法實現(xiàn)，同時導致了制造的困難。
近日，美國卡內(nèi)基梅隆大學的研究人員開發(fā)了一款軟件，用此軟件來控制針織機，以用來制造毛絨玩具和其他由肌腱驅(qū)動的針織物。研究人員把這種方法拓展到了軟體機器人和柔性可穿戴設備的生產(chǎn)制造上，其相信有一天能夠高效經(jīng)濟的進行柔性設備的生產(chǎn)。
由卡內(nèi)基梅隆大學的變形物質(zhì)實驗室和人機交互研究所的聯(lián)合開發(fā)的軟件，可以使得物體在針織機中以所需的形狀編織出來，根據(jù)需要在里面嵌入肌腱，并將肌腱連接到馬達上，肌腱和編制的形狀相互配合可實現(xiàn)一些運動。
該肌腱嵌入技術是由Lea Albaugh博士和其學生共同研發(fā)，并探索內(nèi)部填充的設計空間，以制作改變形狀的燈罩，在針織的燈罩中可以戳到填充的數(shù)字，甚至可以針織出可移動袖子的毛衣。該方法可用于軟體機器人的生產(chǎn)制造。
Albaugh指出“通過使用安全材料以此針織技術來制造軟體機器人，不會對人體造成傷害。在商用針織機上，驅(qū)動軟元件的生產(chǎn)成本較。‘’
“我們生活中有很多柔軟的物體，其中很多都可以通過這種技術實現(xiàn)交互，”她補充說。“服裝可能是你個人信息系統(tǒng)的一部分。例如，你的毛衣可能會輕拍你的肩膀以引起你的注意，椅子的結構可以作為觸覺界面。背包可能會自己打開。”
Albaugh和她的聯(lián)合研究員Scott Hudson和Lining Yao于5月4日至9日在蘇格蘭格拉斯哥舉行的CHI 2019計算機械協(xié)會和計算人為因素系統(tǒng)會議上展示他們的研究成果。
商用針織機實質(zhì)上非常的發(fā)達并且已經(jīng)被廣泛使用，但是通常需要對每件衣服進行復雜的編程。這項新研究以之前的CMU工作為基礎，使工藝自動化，使這些批量生產(chǎn)機器更容易使用，以生產(chǎn)定制和一次性設計。
卡內(nèi)基梅隆大學的這項研究，不但發(fā)現(xiàn)了一種新方法，高效經(jīng)濟的實現(xiàn)柔性設備的生產(chǎn)制造。目前3D打印技術雖然可以實現(xiàn)部分機構的打印，但其材料相當?shù)挠邢?。而此項研究通過設計肌腱路徑的方法，并利用該軟件進行針織物的形狀設計，以配合肌腱路徑，實現(xiàn)各種運動效果。在一定程度上，其材料不僅局限于肌腱材料，還包括了我們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┏Ｓ媒z紗線或者尼龍線。
這些技術還可以為物體增加傳感能力。例如，通過將傳感器連接到每個肌腱，可以感測物體彎曲或扭曲的方向。通過用導電紗線編織，研究人員表明他們可以創(chuàng)建用于電容式觸摸傳感的接觸墊和應變傳感器，以檢測樣品是否被拉伸。
目前該項目已經(jīng)得到美國國家科學基金會的支持。
