興大研發出有感覺的軟性機器人 登國際期刊

興大研發出有感覺的軟性機器人 登國際期刊 已關閉迴響。 13

機器人也能有感覺!中興大學材料科學與工程學系助理教授賴盈至團隊,研發出一款具有自主感測功能的軟性機器人,如同人類的皮膚,能主動感知外部的刺激狀態並即時作出反應。更特別的是,它的感知能力不需要電池驅動,而是靠大自然的靜電原理進行,研究成果本月刊登於國際知名期刊《先進材料》(Advanced Materials)。

此款軟性機器人設計靈感源於溫暖且多功能的「杯麵機器人」,以矽膠為原料,包覆可伸縮的奈米導電材料作為感測皮膚,此感測皮膚不同於傳統被動元件,不需要電池驅動,可直接感受周圍靜電變化,兼具柔軟、可伸縮、可隨意變形、可感知外在環境因子(如觸覺、壓力、濕度、溫度等)、肌肉運動等特點,應用潛力極大。

賴盈至指出,有感覺軟機器人可以偵測移動貨品時的各種動作(如靠近、拿取、移動等),也能自主察覺貨品意外掉落的風險,加上柔軟的特性,適合應用於採收一些外皮較軟嫩的蔬果,如蕃茄、草莓等,也可以用於觸診、把脈、偵測尿布濕度等細膩的觸摸動作,可免去硬式機器人的不適感與危險性,更貼近人體,能提供更友善的人機互動。此外,有皮膚的軟機器人也可以感受人類觸摸,直接產生的感覺訊號可進行直觀互動,或者進一步處理做更複雜的應用。

        賴盈至表示,仿生軟性機器人,具有柔軟的肌肉,更大的運動自由度,可以提供更安全、更舒適的人機互動,以及更能適應多變環境,是近年新興開發領域。此次研究突破處有二點,一是可隨機器人軀體變形、伸縮、且可大面積覆蓋的機器人皮膚感測器,另一是提出利用大自然的摩擦靜電來進行感測,而不需要額外的電池驅動感測元件。這是第一次有仿生軟體機器人可以藉由主動式的感測皮膚來實現感覺能力。

賴盈至補充,在生物體中,皮膚是人類的最大器官,不僅是具有良好的機械屬性,如柔韌性、拉伸性和柔順性,可保護表面,而且還能主動感知環境信息,包括觸摸、壓力、濕度等。機器人如果有皮膚,就可以像人類一樣做更多的事情,潛力將會相當巨大,而且,如果這種感覺能力還可以不需要電池驅動,那就更加完美了。但是,實現機器人皮膚是極具困難的,傳統硬感測器無法隨著機器人的軀體而配置;再者,大面積的配置下,可撓性被動感測器的功耗是獨立機器人電力的一大問題。此款軟性機器人的皮膚,不僅非常柔軟、可伸縮,而且利用大自然的靜電來進行感測,不需要電或光訊號來驅動,讓感測器的功耗降至最低。對於未來人工智能、軟性機器人、機器人皮膚等應用發展,開啟了重要的大門。