新技术卡内基梅隆大学开发新软件用于制造软

波士顿动力的机器人和机械手这种都属于刚体机器人，由刚性结构等组成，比如无法做到很微小，对人体和周围环境存在安全性等问题，那么这些问题应该怎么解决呢？在柔性材料的迅速发展下，科学家们结合仿生学（比如毛毛虫、蛇等动物）设计了软体机器人，这种不使用电机驱动，依靠肌腱进行驱动，因此避免了很多麻烦。但其难点就在于材料和生产上，材料的限制导致很多运动无法实现，同时导致了制造的困难。近日，美国卡内基梅隆大学的研究人员开发了一款软件，用此软件来控制针织机，以用来制造毛绒玩具和其他由肌腱驱动的针织物。研究人员把这种方法拓展到了软体机器人和柔性可穿戴设备的生产制造上，其相信有一天能够高效经济的进行柔性设备的生产。

由卡内基梅隆大学的变形物质实验室和人机交互研究所的联合开发的软件，可以使得物体在针织机中以所需的形状编织出来，根据需要在里面嵌入肌腱，并将肌腱连接到马达上，肌腱和编制的形状相互配合可实现一些运动。

该肌腱嵌入技术是由Lea Albaugh博士和其学生共同研发，并探索内部填充的设计空间，以制作改变形状的灯罩，在针织的灯罩中可以戳到填充的数字，甚至可以针织出可移动袖子的毛衣。该方法可用于软体机器人的生产制造。

Albaugh指出“通过使用安全材料以此针织技术来制造软体机器人，不会对人体造成伤害。在商用针织机上，驱动软元件的生产成本较。”

“我们生活中有很多柔软的物体，其中很多都可以通过这种技术实现交互，”她补充说。“服装可能是你个人信息系统的一部分。例如，你的毛衣可能会轻拍你的肩膀以引起你的注意，椅子的结构可以作为触觉界面。背包可能会自己打开。”

Albaugh和她的联合研究员Scott Hudson和Lining Yao于5月4日至9日在苏格兰格拉斯哥举行的CHI 2019计算机械协会和计算人为因素系统会议上展示他们的研究成果。

商用针织机实质上非常的发达并且已经被广泛使用，但是通常需要对每件衣服进行复杂的编程。这项新研究以之前的CMU工作为基础，使工艺自动化，使这些批量生产机器更容易使用，以生产定制和一次性设计。

卡内基梅隆大学的这项研究，不但发现了一种新方法，高效经济的实现柔性设备的生产制造。目前3D打印技术虽然可以实现部分机构的打印，但其材料相当的有限。而此项研究通过设计肌腱路径的方法，并利用该软件进行针织物的形状设计，以配合肌腱路径，实现各种运动效果。在一定程度上，其材料不仅局限于肌腱材料，还包括了我们日常生活中的一些常用丝纱线或者尼龙线。

图片来源：图虫创意

这些技术还可以为物体增加传感能力。例如，通过将传感器连接到每个肌腱，可以感测物体弯曲或扭曲的方向。通过用导电纱线编织，研究人员表明他们可以创建用于电容式触摸传感的接触垫和应变传感器，以检测样品是否被拉伸。目前该项目已经得到美国国家科学基金会的支持。

文章来源：未来变量