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軟體機器人技術的基礎性進步

受到我們身體感官能力的啟發，Wyss生物啟發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開發了一個平臺，用于創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。

該研究成果已經發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。

該論文的第一作者，剛剛從SEAS畢業的博士研究生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，因為大多數傳感器（如傳統電子設備中使用的傳感器）都是剛性的。為了應對這一挑戰，研究人員開發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集成傳感器/執行器系統都相當簡陋，通過在這些軟件系統中直接打印離子液體傳感器，我們為設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控制。”

Wehner現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生物啟發工程的Hansj？rgWyss教授的實驗室中開發的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成型技術的幾何選擇，或者在商業3D打印中，阻礙設計選擇的材料選擇，Lewis實驗室開發的技術有機會徹底改變機器人的創建方式，從連續的過程中脫離出來，用嵌入式傳感器和執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生做手術，還能變成農民的最佳助手，采摘各種新鮮的蔬菜瓜果。