通过将传感机制添加到3D可打印的手指中，科学家通过使它们更“像人类”来提高机器人抓手。
通过在“手指”中添加感官功能，使抓手的反馈并允许其适当调整，从而使更多类似人类的机器人握手成为可能。但是，常规传感器倾向于损害这些软机器人的机械性能。
研究人员在日本Ritsumeikan University的最新努力导致了3D可打印软的设计和制造机器人手指装有内置的可调节刚度的传感器。他们的研究细节在期刊上报告纳米能量，包括在其2021年1月的发行中。
灵活的3D印刷手指
软握手的挑战之一是一种称为本体感受- 关于其自身位置的空间意识的感觉 - 使他们能够安全执行各种任务。在人类中，本体感受使我们能够闭上眼睛并用食指触摸鼻子，因为我们知道身体相对于彼此而言的位置。但是，现代软握手通常仅限于单一类型的本体感知感应：抓地力或指曲率。
为了克服这些局限性，Ritsumeikan的研究人员在Mengying Xie副教授的指导下开发了一种新颖的抓手设计。该团队使用了一种称为多物质3D打印技术的技术来制造具有自己的传感器的软机器人手指。
有了这一新设计，未来的机器人抓手现在可以享有许多优势，并且可以具有更大的安全性和灵活性。此外，软手指还配备了增强的通货膨胀室，可以根据输入气压可控制地弯曲。手指的刚度也可以通过一种称为真空保障的机制来进行真空来调节。在此过程中，通过减少这些层之间的空气，多个可弯曲的材料可以变得刚性。他们提出了一个三指机器人抓手，这两种技术可以通过仅施加所需的力来抓住和固定任何物体。
一种巧妙的抓手灵敏度方法
研究中包括的另一个创新是使用单个压电层，该层被嵌入真空干扰材料中的层。随着空气被抽出并压缩层时，压电材料会产生电力，进而将其用于为手指提供反馈。这提供了一种简单的机制来感知手指的曲率和刚度。通过在干扰层中添加微结构层以改善对压电材料上施加的压力，可以进一步提高软手指的灵敏度。
“我们的工作提出了一种设计传感器的方式，不仅可以作为机器人应用的感应元素做出贡献，而且还可以作为主动功能材料，以更好地控制整个系统而不损害其动态行为，” XIE在声明中分享。除了提供反馈外，压电层还为传感器提供动力。由于它没有外部能源供应，因此它的设计非常适合低功率应用。
Xie补充说：“自动内置传感器不仅可以使机器人与人类及其环境安全互动，而且还消除了当前依靠电动传感器来监视条件的机器人应用的障碍。”
