康奈爾大學(xué)的工程師們創(chuàng)造了一種軟體機(jī)器人，它能夠檢測(cè)到何時(shí)何地受損，然后當(dāng)場(chǎng)自我修復(fù)。
研究人員在一個(gè)類似于四足海星并配備反饋控制的軟體機(jī)器人安裝了SHeaLDS
“我們的實(shí)驗(yàn)室一直在努力讓機(jī)器人更耐用、更敏捷，因此它們的運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，能力更強(qiáng)，”機(jī)械和航空航天工程副教授Rob Shepherd說。“如果你讓機(jī)器人運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，它們就會(huì)累積損傷。那么我們?nèi)绾尾拍茏屗鼈冃迯?fù)或處理這些損傷呢？”
Shepherd的有機(jī)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了可拉伸光纖傳感器，用于軟體機(jī)器人和相關(guān)組件——從皮膚到可穿戴技術(shù)。他們?cè)赟cience Advances上報(bào)告了他們的工作。
研究人員在一個(gè)類似于四足海星并配備反饋控制的軟體機(jī)器人安裝了SHeaLDS
Shepherd說，要使自我修復(fù)發(fā)揮作用，關(guān)鍵的第一步是機(jī)器人必須能夠識(shí)別出確實(shí)有需要修復(fù)的東西。
為此，研究人員開創(chuàng)了一種使用光纖傳感器和LED燈的技術(shù)，能夠檢測(cè)機(jī)器人表面的微小變化。這些傳感器與聚氨酯脲彈性體相結(jié)合，該彈性體結(jié)合了氫鍵，可快速愈合，二硫化物交換可增強(qiáng)強(qiáng)度。
由此產(chǎn)生的SHeaLDS（用于動(dòng)態(tài)傳感的自我修復(fù)光導(dǎo)）提供了一種抗損傷的軟體機(jī)器人，它可以在室溫下從切口中自我修復(fù)，無需任何外部干預(yù)。
為了演示這項(xiàng)技術(shù)，研究人員將SHeaLDS安裝在一個(gè)類似于四足海星的軟體機(jī)器人中，并為其配備反饋控制。然后研究人員將它的一條腿刺了六次，之后機(jī)器人能夠檢測(cè)到損傷并在大約一分鐘內(nèi)自我修復(fù)每次傷口。機(jī)器人還可以根據(jù)感知到的損傷自動(dòng)調(diào)整步態(tài)。
雖然材料堅(jiān)固，但并非堅(jiān)不可摧。
“它們具有與人肉相似的特性，”謝潑德說。“你不會(huì)因?yàn)槿紵?、酸或熱的東西而愈合得很好，因?yàn)檫@會(huì)改變化學(xué)性質(zhì)。但我們可以很好地治愈傷口。”
Shepherd計(jì)劃將SHeaLDS與能夠識(shí)別觸覺事件的機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，最終創(chuàng)造出“一個(gè)非常耐用的機(jī)器人，它具有自我修復(fù)的皮膚，但使用相同的皮膚來感受其環(huán)境，從而能夠完成更多任務(wù)。”
