科学家用新型传感器实现软体机器人柔性自我感知

　　6月23日，记者从中国科学院官方网站获悉，最近，中国科学家实现了绳驱动连续体机器人柔性自我感知，并使用类皮肤凝胶传感器。

　　据报道，相关研究结果发表在AdvancedfuncerobotPtionusinusingSkin-LikeHydrogensors上，题为Cabl-DrivenconuumRotPtionusingensors。

　　绳驱动器连续体机器人(CDCR)是一种重要的软体机器人，具有结构轻、安全性和自由度高的特点，能够产生大弯曲、扭转变形等动作。基于其自身的灵活性和可拉伸性，因此它可以在狭窄和复杂的环境中工作得很好。目前，光纤布拉格传感器在CDCR系统中经常使用，具有高模量、极低的伸长率、缺乏粘附机制，限制了软体机器人的运动，容易与机器人分层，使得这种刚性传感器不适合集成系统。如何为CDCR的自我感知和运动监控设计柔性粘附传感器仍然是一个挑战。

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料研究团队研究员陈涛，副研究员高国荣，与精密运动机器人团队研究员张郑天江等高级工程师合作，基于离子导电凝胶领域的两支团队（Adv.Matery，2020、32、20004、290；NanoEngy，2021、90、106614等）研究成果，采用离子导电聚丙烯酰胺/海藻酸盐/纳米粘土聚合物凝胶制成的类皮肤型水凝胶传感器，实现CDR柔性自感。

　　非共价交联动态网络结构的引入使水凝胶具有良好的可拉伸性(1840%)、自粘附性(6.6kpa粘附强度)和自我修复性能，同时，可以对各种变形(拉伸、压缩、弯曲、扭转)进行广泛的敏感反应，将其作为皮肤传感器粘附在CDR表面上，CDCR可以获得感知运动的体感和感知障碍以及陷阱的外部感知。进一步模仿人类的感觉系统，研究构建了一个用于调节CDCR弯曲的闭环控制系统，可以构建一个由驱动-传感-反馈引导的后继驱动的闭环控制系统。该研究为连续体软机器人的传感器和闭环系统建立了一个有效的方法，用于设计和应用于绳索驱动。