波士頓動(dòng)力的機(jī)器人和機(jī)械手這種都屬于剛體機(jī)器人，由剛性結(jié)構(gòu)等組成，比如無(wú)法做到很微小，對(duì)人體和周圍環(huán)境存在安全性等問(wèn)題，那么這些問(wèn)題應(yīng)該怎么解決呢？在柔性材料的迅速發(fā)展下，科學(xué)家們結(jié)合仿生學(xué)（比如毛毛蟲、蛇等動(dòng)物）設(shè)計(jì)了軟體機(jī)器人，這種不使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，依靠肌腱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此避免了很多麻煩。但其難點(diǎn)就在于材料和生產(chǎn)上，材料的限制導(dǎo)致很多運(yùn)動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)導(dǎo)致了制造的困難。
近日，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員開發(fā)了一款軟件，用此軟件來(lái)控制針織機(jī)，以用來(lái)制造毛絨玩具和其他由肌腱驅(qū)動(dòng)的針織物。研究人員把這種方法拓展到了軟體機(jī)器人和柔性可穿戴設(shè)備的生產(chǎn)制造上，其相信有一天能夠高效經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行柔性設(shè)備的生產(chǎn)。
由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的變形物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室和人機(jī)交互研究所的聯(lián)合開發(fā)的軟件，KUKA機(jī)器人維修，可以使得物體在針織機(jī)中以所需的形狀編織出來(lái)，根據(jù)需要在里面嵌入肌腱，并將肌腱連接到馬達(dá)上，肌腱和編制的形狀相互配合可實(shí)現(xiàn)一些運(yùn)動(dòng)。
該肌腱嵌入技術(shù)是由Lea Albaugh博士和其學(xué)生共同研發(fā)，并探索內(nèi)部填充的設(shè)計(jì)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(dòng)袖子的毛衣。該方法可用于軟體機(jī)器人的生產(chǎn)制造。
Albaugh指出“通過(guò)使用安全材料以此針織技術(shù)來(lái)制造軟體機(jī)器人，不會(huì)對(duì)人體造成傷害。在商用針織機(jī)上，驅(qū)動(dòng)軟元件的生產(chǎn)成本較。‘’
“我們生活中有很多柔軟的物體，KUKA機(jī)器人示教器維修，其中很多都可以通過(guò)這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)交互，”她補(bǔ)充說(shuō)。“服裝可能是你個(gè)人信息系統(tǒng)的一部分。例如，你的毛衣可能會(huì)輕拍你的肩膀以引起你的注意，椅子的結(jié)構(gòu)可以作為觸覺界面。背包可能會(huì)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(jì)算機(jī)械協(xié)會(huì)和計(jì)算人為因素系統(tǒng)會(huì)議上展示他們的研究成果。
商用針織機(jī)實(shí)質(zhì)上非常的發(fā)達(dá)并且已經(jīng)被廣泛使用，但是通常需要對(duì)每件衣服進(jìn)行復(fù)雜的編程。這項(xiàng)新研究以之前的CMU工作為基礎(chǔ)，使工藝自動(dòng)化，使這些批量生產(chǎn)機(jī)器更容易使用，以生產(chǎn)定制和一次性設(shè)計(jì)。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的這項(xiàng)研究，不但發(fā)現(xiàn)了一種新方法，高效經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)柔性設(shè)備的生產(chǎn)制造。目前3D打印技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)部分機(jī)構(gòu)的打印，但其材料相當(dāng)?shù)挠邢�。而此�?xiàng)研究通過(guò)設(shè)計(jì)肌腱路徑的方法，并利用該軟件進(jìn)行針織物的形狀設(shè)計(jì)，以配合肌腱路徑，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)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(shù)還可以為物體增加傳感能力。例如，通過(guò)將傳感器連接到每個(gè)肌腱，可以感測(cè)物體彎曲或扭曲的方向。通過(guò)用導(dǎo)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(yīng)變傳感器，以檢測(cè)樣品是否被拉伸。
目前該項(xiàng)目已經(jīng)得到美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持。
，KUKA機(jī)器人電路板維修