软体机器人可以检测损伤并自我修复

康奈尔大学的一组工程师开发了一种软体机器人，可以检测到损伤的位置和时间，并立即自我修复。

这项研究“自主自我修复光学传感器用于损伤智能软体系统”发表在科学进展杂志上。

使机器人更加耐用和灵活

罗布·谢泼德是机械和航空工程系的副教授。

“我们的实验室总是尝试使机器人更加耐用和灵活，使它们能够更长时间地运行并具有更多的功能，”他说。“如果你让机器人运行很长时间，它们会积累损伤。那么我们如何让它们能够修复或处理这些损伤？”

谢泼德的有机机器人实验室负责开发可伸缩的光纤传感器，用于软体机器人和相关部件。它们可以以多种方式使用，包括皮肤和可穿戴技术。

根据谢泼德的说法，实现自我修复能力的第一步是使机器人能够识别需要修复的东西。为此，团队创建了一种创新技术，涉及光纤传感器和LED灯，可以检测机器人表面的微小变化。

传感器与聚氨酯尿素弹性体结合，后者具有氢键，能够快速修复。还有一些二硫化物交换增加了强度。

SHeaLDS 自我修复系统

该新系统被用于创建 SHeaLDS，即自我修复光导用于动态感知。它们提供了一种损伤抵抗的软体机器人，能够在室温下从切割中自我修复，无需任何外部干预。

研究人员在一个类似四足星形的软体机器人中安装了 SHeaLDS。然后，他们为其配备了反馈控制，并在其腿上刺了六次。机器人能够检测到损伤并在大约一分钟内自我修复，并能够根据检测到的损伤自主调整其步态。

尽管材料非常坚固和耐用，但必须注意它并非不可破坏。

“它们具有与人类皮肤相似的特性，”谢泼德说。“你不能很好地从烧伤、酸或热中恢复，因为这会改变化学特性。但我们可以很好地从切割中恢复。”

该团队现在将努力将 SHeaLDS 与可以识别触觉事件的机器学习算法集成，创建一个具有自我修复皮肤的耐用机器人。同样的皮肤也可以用于感知环境并完成广泛的任务。