這款RobotSweater由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā),并將它穿在了一個(gè)機(jī)械臂上演示,這種針織毛衣可以將任何種類的紗線變成任何尺寸或形狀的襪子、帽子或毛衣一樣,RobotSweater的針織面料也可以定制以適應(yīng)不平坦的三維表面,更有利于他與人類或者其他外界物品交互。
該產(chǎn)品由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所開發(fā),研發(fā)團(tuán)隊(duì)的重要成員之一,機(jī)器人學(xué)助理教授劉教授向我們介紹說(shuō):“我們可以利用它讓機(jī)器人在與人類互動(dòng)時(shí)變得更聰明,如果可以使用RobotSweater將機(jī)器人的整個(gè)身體都覆蓋上電子皮膚,這樣機(jī)器人就可以檢測(cè)到任何可能的碰撞?!?/p>
據(jù)悉,該多層觸覺皮膚采用成熟的紡織制造工藝和可編程工業(yè)針織機(jī)制造而成,并在平坦試驗(yàn)臺(tái)和曲面上安裝自主研發(fā)的傳感器,已經(jīng)在多次測(cè)試中表現(xiàn)出不俗的接觸檢測(cè)、多接觸定位和壓力傳感能力,這種工藝擁有高度可定制性和低成本等優(yōu)勢(shì),傳感器的紡織特性也使其很容易適應(yīng)不同機(jī)器人的曲面,同時(shí)不會(huì)破壞機(jī)器人原本的設(shè)計(jì)美感,這種電子皮膚的應(yīng)用場(chǎng)景主要是進(jìn)行帶觸覺反饋的閉環(huán)控制,例如機(jī)器人手臂的人類引導(dǎo)控制、與移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行人機(jī)交互等。
該電子皮膚RobotSweater是由兩層由金屬纖維制成的導(dǎo)電紗線組成,夾在兩者之間的是網(wǎng)狀的蕾絲圖案層,這些可以導(dǎo)電的紗線會(huì)在對(duì)織物施加壓力時(shí),使導(dǎo)電紗線會(huì)形成一個(gè)閉合電路,并被傳感器讀取,從而使機(jī)器人可以感知外部的接觸,RobotSweater 安裝到機(jī)器人身體后,可以感知接觸的分布、形狀和力,同時(shí)它也比現(xiàn)在大多數(shù)機(jī)器人所依賴的視覺傳感器更準(zhǔn)確、更有效。
這些導(dǎo)電紗線通過(guò)針織的方式,將電線纏繞在針織物中每條條紋末端的按扣上,變成一件看起來(lái)像毛衣樣子的電子皮膚,這樣可以將導(dǎo)電紗線牢固地連接在一起,并且可以有效地應(yīng)對(duì)拉伸形變,不會(huì)因此而破壞紗線。
針織完成后,這種織物可用于幫助機(jī)器人在人類觸摸時(shí)“感覺”到它,特別是在對(duì)安全要求十分嚴(yán)格的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,目前用于檢測(cè)工業(yè)中人機(jī)交互的解決方案看起來(lái)像盾牌,并使用非常堅(jiān)硬的材料,這些材料沒有辦法覆蓋機(jī)器人的全身,因?yàn)樗麤]辦法有較大的形變空間和拉伸度,并且如果跟人發(fā)生碰撞,堅(jiān)硬的外表很可能會(huì)導(dǎo)致被撞擊的工作人員受傷。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)成員的介紹,安裝這個(gè)電子皮膚之后,機(jī)器人將按照人類推動(dòng)它的方式移動(dòng),或者可以對(duì)人類的社交手勢(shì)做出反應(yīng),當(dāng)RobotSweater用在機(jī)器人手臂上時(shí),它允許使用者用手推動(dòng)機(jī)器人的手臂來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng),并且可以通過(guò)抓住和放開手臂的方法給機(jī)器人下達(dá)打開或者關(guān)閉抓手的指令。