首尔科学家3D打印多功能软传感器，使人机交互成为可能

2020年12月获悉，首尔国立大学（SNU）的研究人员开发了新颖的3D打印传感器，使人类能够与变形的软机器人系统进行远程交互。

事实证明，该多功能设备能够随意拉伸和弯曲成复杂的形状，它还具有光学，微流体和压阻传感功能。在测试期间，能够将其传感器集成到可穿戴和激励驱动的执行器中，从而使用户可以远距离控制多个机器人设备。

研究人员能够将他们的3D打印传感器集成到各种软机器人设备中

使软机器人更加敏感

为了使机器人系统与环境和人类更具交互性，已经进行了大量研究。最初，这些研究集中在能够对输入（例如电阻或光强度）做出响应的传感器上，但是许多传感器一次只能检测一种变形模式。

尽管微流体和织物设备在这一领域已显示出希望，但它们只能区分一个传感元件，因此无法区分不同类型。考虑到单个刺激可以引起多个变形响应，因此仍然非常需要创建一种更具适应性的软传感器。

已经采取了多种方法来创建多模式机器人，包括将流体通道或传感元件嵌入弹性体结构中。然而，将传感器物理地组合成一个结构经常影响它们的尺寸，并增加了设计和制造过程的复杂性。

使用3D打印，科学家们能够将三个不同的传感元件集成到一个设备中

团队的新型多模式传感器
为了克服先前项目的局限性，团队3D打印了一个多功能传感器，该传感器能够检测单个变形模式并立即将它们全部解耦。该设备本身具有微流体通道，该通道中充满了离子液体，弹性外壳和导电织物层。

从理论上讲，当团队的设计发生变形时，其通道将充当传感器并改变其电阻。为了将其付诸实践，研究人员将他们的设备置于不同的力下，并在模拟过程中部署了机器学习技术以测量其多峰能力。

在施加局部接触压力之前，将传感器从旋转接头的中性轴弯曲，以模拟拉伸，压缩和弯曲。结果表明，设备信号的灵敏度随施加压力的位置而变化，表明它可能对外部刺激产生反应。

为了证明他们的传感器在人机界面中的潜力，科学家构建了两个原型系统。一种是可穿戴设备，使用户能够精确控制无人机和机械臂，而另一种则是由四个执行器组成的软机器人“手腕”，可以对外力产生反作用。

尽管该团队承认需要进行进一步的测试以消除手动生产步骤，但与其他设计相比，他们认为自己的设备是向前迈出的重要一步。未来，科学家们相信他们的传感器可以应用于大型机器人中，从而为他们提供多达十种不同的传感功能。