軟體機器人檢測損壞並自我修復

康奈爾大學的一組工程師開發了一種軟體機器人，可以檢測到損壞的位置和時間，並立即自我修復。

這項研究，“Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems，”發表在 Science Advances。

讓機器人更耐用和敏捷

羅布·希弗德是機械和航空工程的副教授。

“我們的實驗室一直在嘗試讓機器人更耐用和敏捷，以便它們能夠運行更長的時間和具有更多的能力，”他說。 “如果你讓機器人運行很長時間，它們就會積累損壞。那么，我們如何讓它們修復或處理這種損壞？”

希弗德的有機機器人實驗室負責開發可伸縮的光纖傳感器，用于軟體機器人和相關組件。它們可以用於許多不同的應用，包括皮膚和可穿戴技術。

根據希弗德的說法，實現自我修復能力的第一步是使機器人能夠識別出需要修復的東西。為此，團隊創造了一種創新的技術，涉及光纖傳感器和LED燈，可以檢測到機器人表面的微小變化。

傳感器與聚氨酯尿素彈性體結合，後者具有氫鍵，從而實現快速修復。還有二硫化物交換增加了強度。

SHeaLDS 自我修復系統

這種新系統被用來創建SHeaLDS，即自我修復的光導動態感測。它提供了一種損壞耐受的軟體機器人，能夠在室溫下從切口中自我修復，所有這一切都沒有外部干預。

研究人員在一種類似四腿星魚的軟體機器人上安裝了SHeaLDS。然後，他們在其中一條腿上安裝了反饋控制，并六次刺穿它。機器人能夠檢測到損壞并在約一分鐘內自我修復，每次都能夠根據感知到的損壞自主地適應其步態。

儘管材料非常堅固和耐用，但需要注意的是，它並非不可破壞。

“它們具有與人類皮膚相似的特性，”希弗德說。 “你不能很好地從燒傷、酸或熱中恢復，因為這將改變化學特性。但是我們可以很好地從切口中恢復。”

該團隊現在將努力將SHeaLDS與機器學習算法集成，後者可以識別觸覺事件，以創建具有自我修復皮膚的耐用機器人。這種皮膚也可以用來感知其環境和完成廣泛的任務。