为软体机器人开发的传感方法

软体机器人可以在各种各样的方面胜过它们的刚性对手——例如，在狭小的空间中挤来挤去，或者感知并小心地与周围环境互动。

然而，为了在现实应用中发挥作用，软机器人通常需要许多传感器来提供关于机器人正在做什么的信息，以及它的整体状态，例如它是否弯曲、拉伸、扭曲或被压缩。

一般来说，增加更多的传感器来获得更好的状态信息也会极大地增加计算、数据采集和信号处理负载。

“每个传感器都需要电子电路，所以有很多电线需要连接到软体机器人系统中，”他说迈克尔韦娜他加入威斯康辛大学麦迪逊分校，担任助理教授机械工程2022年1月。“此外，你还需要大量的处理能力，因为每个专用通道都需要反馈到控制器，并且在使用信号之前需要大量的信号处理和计算。因此，你需要大数据采集系统，这增加了软体机器人系统的成本和复杂性。”

Wehner和他的合作者开发了一种被动传感器系统，可以以更低的成本和复杂性感知软体机器人的整个状态。

研究人员的传感平台使用基于光纤和微流体的传感器，将位置和压力数据呈现给廉价的数码相机，用于实时或离线数据处理。该团队在一篇文章中详细介绍了其进展最近发表在杂志上的论文电子产品．

Wehner说:“这一进步为通过对计算机控制器的最小输入实现广谱传感能力打开了大门。”“它使我们能够获得更可靠的状态信息，这可以使软体机器人的许多应用成为可能。”

在这个项目中，团队在一个橡胶“手指”中嵌入了9个基于纤维的位移传感器。每根光纤都通过手指延伸到附近的显示器组件，在那里，数码相机读取光纤传感器的位置。当研究人员将手指操纵到不同的位置时，显示组件中的纤维以相应的方式移动。

Wehner说:“我们可以跟踪显示组件中纤维的运动，以了解手指的那部分是处于紧张状态还是受压状态。”“通过了解所有光纤传感器的位置，我们可以感知系统的整个状态。例如，如果它们都处于紧张状态，那么就会有人在拉手指。”

此外，研究人员在手指中嵌入了一个单独的微流体通道，该通道也可以连接到显示组件。当他们挤压手指时，液体会从手指中流出，并通过显示器组件中的通道，使研究人员能够感受到压力。

Wehner说:“有了这个系统，我们开发了传感器，可以用一个相机进行多次测量。”“这项工作是朝着解决软机器人领域的关键挑战迈出的一大步。”

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。