软机器人检测损伤自我修复

康奈尔大学的工程师们创造了一种软体机器人，它能够检测到何时何地受损，然后当场自我修复。

“我们的实验室一直在努力让机器人更耐用、更敏捷，因此它们的运行时间更长，能力更强，”机械和航空航天工程副教授RobShepherd说。“如果你让机器人运行很长时间，它们就会累积损伤。那么我们如何才能让它们修复或处理这些损伤呢?”

Shepherd的有机机器人实验室开发了可拉伸光纤传感器，用于软体机器人和相关组件——从皮肤到可穿戴技术。他们在ScienceAdvances上报告了他们的工作。

Shepherd说，要使自我修复发挥作用，关键的第一步是机器人必须能够识别出确实有需要修复的东西。

为此，研究人员开创了一种使用光纤传感器和LED灯的技术，能够检测机器人表面的微小变化。这些传感器与聚氨酯脲弹性体相结合，该弹性体结合了氢键，可快速愈合，二硫化物交换可增强强度。

由此产生的SHeaLDS(用于动态传感的自我修复光导)提供了一种抗损伤的软体机器人，它可以在室温下从切口中自我修复，无需任何外部干预。

为了演示这项技术，研究人员将SHeaLDS安装在一个类似于四足海星的软体机器人中，并为其配备反馈控制。然后研究人员将它的一条腿刺了六次，之后机器人能够检测到损伤并在大约一分钟内自我修复每次伤口。机器人还可以根据感知到的损伤自动调整步态。

虽然材料坚固，但并非坚不可摧。

“它们具有与人肉相似的特性，”谢泼德说。“你不会因为燃烧、酸或热的东西而愈合得很好，因为这会改变化学性质。但我们可以很好地治愈伤口。”

Shepherd计划将SHeaLDS与能够识别触觉事件的机器学习算法相结合，最终创造出“一个非常耐用的机器人，它具有自我修复的皮肤，但使用相同的皮肤来感受其环境，从而能够完成更多任务。”

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