TU DELFT工程师开发具有自我感知的3D打印软机器人

时间：2019-08-04 18:54 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网8月4日讯，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。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。“

致动器和颜色传感器。图片来自TU Delft。
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。致动器形状由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）。“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。“

3D打印的执行器和颜色传感器。图片来自TU Delft。

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