软机器人手指无需传感器即可小心挤压

只需轻轻挤压一下，您就可以知道牛油果、桃子或西红柿是否成熟。例如，在自动收割过程中，软机器人手也会这样做。然而，到目前为止，这种夹具需要在其“手指”上安装传感器来确定水果是否足够成熟。

AMOLFSoftRoboticMatterGroup的ShiboZou和BasOvervelde开发了一种外部方法来测量软机器人与其环境的相互作用，无需内置传感器。此外，该技术可以轻松应用于一系列现有的软机器人。该研究发表在《自然通讯》上。

“我们怎样才能让软机器人在不需要内置传感器的情况下感受到某些东西?我们现在可以通过外部测量压力来做到这一点，”BasOvervelde说。他与他的团队的研究员ShiboZou和埃因霍温理工大学的研究人员一起开发了一种系统，可以从外部测量软机器人手指对与环境交互的反应。

研究人员通过测量移动机器人手指所需的气压来做到这一点。这是因为手指像气球一样被吹起而抓住了东西。如果它们在抓握的过程中遇到什么东西，就需要更大的力气才能把它们吹起来，就像你同时挤压气球需要更大的力气才能吹起来一样。所需的额外力的大小可以从外部测量，这意味着机器人手指不再需要传感器。

Zou解释说：“实际上，我们使用一个气球(我们的测量系统)来吹爆另一个气球(即充气机器人手指)，同时它们正在抓握某物。同时，我们测量这需要多大的压力。这告诉我们一些关于软机器人正在抓取的表面或物体。系统使用这些信息来确定下一步应该做什么。”

研究人员改造的一种软抓手可以采摘西红柿。机器人用四个柔软的手指抓住西红柿，然后通过旋转这些手指来采摘西红柿。通过测量抓取过程中的压力，机器人知道它是否正确地握住了西红柿。机器人手臂还可以对西红柿进行分类。对于过熟的番茄，系统测量到的压力比成熟的番茄小，因此将过熟的番茄放在一边。

适用范围广

所有这些决定和行动都是由研究人员开发的压力调节器决定的。由于有了这个外部设备，手指不再需要传感器。

Overvelde说：“传感器很硬，这对于软机器人手指来说并不理想。此外，对于每种应用，您都需要开发新的传感器，这些传感器也必须适用于食品或医疗应用。我们开发了一种插头-and-play(改造)系统，并证明它可以用于各种软体机器人，而无需进行多次调整。”

吸盘抓取组织状软质材料。图片来源：AMOLF/代尔夫特理工大学

采摘西红柿只是其中一种应用。例如，该团队与代尔夫特理工大学的AiméeSakes等研究人员合作，还证明了新系统可用于外部控制微创医疗程序(例如内窥镜检查)中使用的微型吸盘。

“因此，这个吸盘现在可以测量它所抓取的组织类型，从而减少组织损伤，”萨克斯说。

应用该测量系统的其他软机器人可以确定物体的尺寸、形状或粗糙度。

Overvelde总结道：“该系统的优势在于它可以轻松应用于各种软体机器人。现在，我们希望开发除刚度或尺寸之外的其他类型的测量，例如重量。”

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