新技術卡內基梅隆大學開發新軟件用于制造軟

波士頓動力的機器人和機械手這種都屬于剛體機器人，由剛性結構等組成，比如無法做到很微小，對人體和周圍環境存在安全性等問題，那么這些問題應該怎么解決呢？在柔性材料的迅速發展下，科學家們結合仿生學（比如毛毛蟲、蛇等動物）設計了軟體機器人，這種不使用電機驅動，依靠肌腱進行驅動，因此避免了很多麻煩。但其難點就在于材料和生產上，材料的限制導致很多運動無法實現，同時導致了制造的困難。近日，美國卡內基梅隆大學的研究人員開發了一款軟件，用此軟件來控制針織機，以用來制造毛絨玩具和其他由肌腱驅動的針織物。研究人員把這種方法拓展到了軟體機器人和柔性可穿戴設備的生產制造上，其相信有一天能夠高效經濟的進行柔性設備的生產。

由卡內基梅隆大學的變形物質實驗室和人機交互研究所的聯合開發的軟件，可以使得物體在針織機中以所需的形狀編織出來，根據需要在里面嵌入肌腱，并將肌腱連接到馬達上，肌腱和編制的形狀相互配合可實現一些運動。

該肌腱嵌入技術是由Lea Albaugh博士和其學生共同研發，并探索內部填充的設計空間，以制作改變形狀的燈罩，在針織的燈罩中可以戳到填充的數字，甚至可以針織出可移動袖子的毛衣。該方法可用于軟體機器人的生產制造。

Albaugh指出“通過使用安全材料以此針織技術來制造軟體機器人，不會對人體造成傷害。在商用針織機上，驅動軟元件的生產成本較。”

“我們生活中有很多柔軟的物體，其中很多都可以通過這種技術實現交互，”她補充說。“服裝可能是你個人信息系統的一部分。例如，你的毛衣可能會輕拍你的肩膀以引起你的注意，椅子的結構可以作為觸覺界面。背包可能會自己打開。”

Albaugh和她的聯合研究員Scott Hudson和Lining Yao于5月4日至9日在蘇格蘭格拉斯哥舉行的CHI 2019計算機械協會和計算人為因素系統會議上展示他們的研究成果。

商用針織機實質上非常的發達并且已經被廣泛使用，但是通常需要對每件衣服進行復雜的編程。這項新研究以之前的CMU工作為基礎，使工藝自動化，使這些批量生產機器更容易使用，以生產定制和一次性設計。

卡內基梅隆大學的這項研究，不但發現了一種新方法，高效經濟的實現柔性設備的生產制造。目前3D打印技術雖然可以實現部分機構的打印，但其材料相當的有限。而此項研究通過設計肌腱路徑的方法，并利用該軟件進行針織物的形狀設計，以配合肌腱路徑，實現各種運動效果。在一定程度上，其材料不僅局限于肌腱材料，還包括了我們日常生活中的一些常用絲紗線或者尼龍線。

圖片來源：圖蟲創意

這些技術還可以為物體增加傳感能力。例如，通過將傳感器連接到每個肌腱，可以感測物體彎曲或扭曲的方向。通過用導電紗線編織，研究人員表明他們可以創建用于電容式觸摸傳感的接觸墊和應變傳感器，以檢測樣品是否被拉伸。目前該項目已經得到美國國家科學基金會的支持。

文章來源：未來變量