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灵敏的机器人感受到压力:用于软机器人的柔性皮肤嵌入了电纳米线,在同一材料内结合了导电性和灵敏度
2020年12月04日    阅读量:2292     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

KAUST的研究人员表明,充满柔性电子设备的人造柔软皮肤可以增强机器人感知并与周围环境互动的方式。该团队发现了如何将电导率和应变感应编程到嵌入弹性聚合物表层的单一材料中。该发现还可能在可穿戴电子设备中得到应用中国机械网okmao.com


当动物伸展肢体时,皮肤内的神经和传感器网络会提供反馈,以帮助其在空间中定向肢体并与周围环境互动。将应变传感器和连接线网络嵌入到柔软的人造皮肤中,将为软机器人提供支持负责这项研究的吉尔斯·卢比诺说,类似的感觉反馈,从而帮助它们自主地导航环境。


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Ragesh Chellattoan博士解释说,到目前为止,研究人员已对传感和导电布线组件使用了不同的材料,这增加了制造过程的成本和复杂性。Lubineau团队的学生。他说:“我们的目标是在一种材料中同时实现传感和布线连接。”


该团队开发了一种人造材料,包括嵌入了银纳米线的柔性聚合物。每个纳米线都具有导电性,但是它们之间的连接处的高电阻会限制整个材料的整体导电性。当材料弯曲且纳米线被拉开时,电阻会显着增加,从而使纳米线网络像应变传感器一样起作用。


研究小组表示,但是这种行为可以改变。施加直流电压会使纳米线网络在纳米线相遇的高电阻点处变得非常热。这种局部加热的作用是将相邻的纳米线焊接在一起,形成不易拉伸和弯曲的高度导电的牢固结合网络。Chellattoan说:“电焊在30秒内连接了网络中的数千个结点。” 改变电流的引入方式可以控制哪些部分导电。


研究人员为玩具可动人偶制造了一种可拉伸的皮肤,以展示其材料。他们在人造人的腿上涂上了人造皮肤,然后仅在腿的左侧施加直流电压,然后在膝盖处弯曲腿并观察发生了什么。在右侧,纳米线网络充当应变传感器,可以在人物的膝盖弯曲和伸直时检测腿部位置。无论腿的位置如何,左侧均显示出高导电性。


Chellattoan说,下一步就是要更好地控制纳米线焊缝的形成位置。这将使研究人员能够在人造皮肤上绘制精确的导电图案。


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