據(jù)外媒報道，哈佛大學的研究人員研發(fā)了很多仿生軟體機器人，它們能夠爬行、游泳、抓取易碎物品，甚至幫助心臟跳動，但它們無一能夠感知和響應周遭的世界。
然而，很快這將成為歷史。
受到我們身體感官能力的啟發(fā)，Wyss生物啟發(fā)工程研究所和哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一個平臺，用于創(chuàng)建帶嵌入式傳感器的軟體機器人，該傳感器可感知運動、壓力、觸覺，甚至溫度。
該研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）上。
該論文的第一作者，剛剛從SEAS畢業(yè)的博士研究生Ryan Truby表示，“我們的研究代表了軟體機器人技術的基礎性進步，我們的制造平臺能夠將復雜的傳感模式輕松集成到柔性機器人系統(tǒng)中。”
將傳感器集成到軟體機器人中一直都很困難，因為大多數(shù)傳感器（如傳統(tǒng)電子設備中使用的傳感器）都是剛性的。為了應對這一挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)出了一種有機離子液體導電油墨，可以在包含軟彈性體基體中進行3D打印，后者是大多數(shù)軟體機器人的制造材料。
SEAS前博士后研究員兼論文合著者Michael Wehner說，“迄今為止，用于軟機器人的大多數(shù)集成傳感器/執(zhí)行器系統(tǒng)都相當簡陋，通過在這些軟件系統(tǒng)中直接打印離子液體傳感器，我們?yōu)樵O備設計和制造打開了新的途徑，最終將允許對柔性機器人進行真正的閉環(huán)控制。”
Wehner現(xiàn)在是加利福尼亞大學的助理教授。
為了制造該裝置，研究人員主要依靠在Wyss研究所的Jennifer Lewis，Sc.D.核心師資實驗室和Hansas生物啟發(fā)工程的Hansj？rgWyss教授的實驗室中開發(fā)的3D打印技術。這項被稱為嵌入式3D打印的技術能夠無縫且快速地將多種功能和材料集成到一個軟體中。
Lewis認為，“這項研究代表了嵌入式3D打印的最新應用案例，而這是我們實驗室率先推出的技術。”
Truby表示，“這種方法的功能和設計靈活性是無與倫比的，這種新型墨水與我們的嵌入式3D打印工藝相結合，使我們能夠在一個集成式軟體機器人系統(tǒng)中結合軟感應和驅動。”
為了測試這些傳感器，研究人員打印了一個由三個柔軟手指或致動器組成的軟機器人手爪。研究人員測試了夾持器感知充氣壓力、曲度、接觸和溫度的能力。他們嵌入多個接觸式傳感器，所以夾具可以感應到光線和深度觸摸。
Wyss Institute的核心成員、SEAS工程和應用科學Charles River 教授、論文和作者Robert Wood博士表示， “軟機器人通常受限于傳統(tǒng)成型技術的幾何選擇，或者在商業(yè)3D打印中，阻礙設計選擇的材料選擇，Lewis實驗室開發(fā)的技術有機會徹底改變機器人的創(chuàng)建方式，從連續(xù)的過程中脫離出來，用嵌入式傳感器和執(zhí)行器制造復雜的整體機器人。”
未來，研究人員希望利用機器學習的力量來訓練這些設備，以抓住不同大小、形狀、表面紋理和溫度的物體。以后，這種軟體機器人不僅能幫助外科醫(yī)生做手術，還能變成農(nóng)民的最佳助手，采摘各種新鮮的蔬菜瓜果。
