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TU DELFT工程师开发具有自我感知的3D打印软机器人

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-06 11:39:24   浏览次数:1681  
核心提示:TU DELFT工程师开发具有自我感知的3D打印软机器人
    来自荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员创造了多色3D打印传感器,让软机器人具有自我意识和适应性。
 
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致动器和颜色传感器。图片来自TU Delft
 
    正如该研究的第一作者Rob Scharff所述,软机器人可以同时弯曲,拉伸和扭曲,使现有的传感器不合适。通过灵活的嵌入式3D打印传感方法,可以检测到各种各样的变形,增加机器人与物体之间的相互作用。“这些是与人类或易碎物体密切相互作用的机器人的重要特征,例如护理机器人或处理各种尺寸的水果和蔬菜的夹子。“Scharff评论道。“由于这里发生的相互作用非常难以预测,机器人需要能够感知到自己手指和身体的位置。”
 
3D打印软机器人
    柔软的机器人由高度灵活的材料制成,能够进行类似于生物的自然运动。目前,NASA正在使用3D打印硅胶模具的致动器来构建专为太空探索而设计的软机器人。其他应用也在医学和动物学方面进行了研究。
 
    TU Delft研究人员实施了Stratasys PolyJet 3D打印和Agilus Black,VeroCyan和VeroMagenta材料,以创建弯曲执行器,在顶部保持具有可扩展波纹管形状的空气。根据Scharff的说法,“给气室充气会使顶部的波纹管膨胀,而底部保持相同的长度,产生弯曲运动。”
 
    为了增加“感应”能力,Scharff补充道,“我们在这些顶部波纹管内打印彩色图案,并在执行器的不可伸展的底部用颜色传感器观察这些颜色模式,当执行器充气时,从传感器开始出现的颜色会逐渐消失。我们使用这种颜色的变化和强度的变化来预测执行者的形状。“
 
坚固的抓手
    传感器使用前馈神经网络(FNN)进行操作。在FNN内收集的1000个传感器值样本与致动器形状相对应。致动器形状有不可伸展层上的六个标记表示,这些标记由相机跟踪。网络的输入是4个颜色传感器的读数,有4个通道(红色,绿色,蓝色,白色)。
 
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3D打印的执行器和颜色传感器。图片来自TU Delft
 
    “我们的方法能够预测每个标记的位置,误差通常在0.025和0.075mm之间。“Scharff补充道。“与软机器人中的现有传感器不同,我们能够测量夹具在物体周围弯曲的确切形状。因此,这项工作是朝着能够用软机器人准确移动和抓取物体迈出的一大步。”
 
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