新機器人！采用聚氨酯彈性體的軟體機器人可以實現自我修復
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如果機器人想要冒險進入人類無法到達的偏遠環境，例如深海水下環境或偏遠的外太空，他們不僅需要動力和到達那里的方式，還需要能夠照顧自己。
為此，康奈爾工程學院機械和航空航天工程副教授Rob Shepherd領導的團隊將光學傳感器與一種復合材料結合在一起，創造出了一種軟體機器人，可以隨時隨地檢測損傷——然后在現場自我修復。
他們的論文《用于損傷智能軟體系統的自主自愈光學傳感器》于12月7日發表在《科學進展》雜志上。主要作者是博士生Hedan Bai。
為此，康奈爾工程學院機械和航空航天工程副教授Rob Shepherd領導的團隊將光學傳感器與一種復合材料結合在一起，創造出了一種軟體機器人，可以隨時隨地檢測損傷——然后在現場自我修復。
他們的論文《用于損傷智能軟體系統的自主自愈光學傳感器》于12月7日發表在《科學進展》雜志上。主要作者是博士生Hedan Bai。
Shepherd表示："我們的實驗室一直在努力使機器人使用壽命更長、更敏捷，這樣它們就能夠以更大的能力運行更長時間。問題是，如果你讓機器人長時間運作，它們就會積累損傷。因此，我們如何能讓它們修復或處理這種損害呢？"
修復的第一步是機器人必須能夠識別需要修復的內容。
多年來，Shepherd的有機機器人實驗室一直在使用彈性光纖傳感器，從皮膚到可穿戴技術。這使得軟件機器人和相關組件盡可能靈活實用。
在光纖傳感器中，來自LED的光通過光波導傳輸。當材料變形時，光電二極管可以檢測光束強度的變化。這種技術的優點之一是，如果波導被擊穿或切割，它仍然可以傳輸光。
研究人員將傳感器與聚氨酯脲彈性體結合，后者結合氫鍵以實現快速愈合，并通過二硫交換增加強度。
結果是SHeaLDS，一種用于動態感應的自修復光電導體，提供可靠的動態感應，可以抵抗損傷，并且可以在室溫下從切口自愈，無需任何外部干預。
為了演示這項技術，研究人員將SheaLDS安裝在一個類似于四條腿海星的軟機器人中，并為其配備了反饋控制。研究人員總共刺破了它的一條腿六次后，機器人能夠在大約一分鐘內檢測到損傷并自行修復每個傷口。機器人還可以根據感知到的損傷自動調整其步態。
雖然這種材料很堅固，但它不是堅不可摧的。
Shepherd教授介紹表示：“它們的性質與人體相似。燒傷、酸腐蝕或燒傷都不能很好地愈合，因為這會改變化學性質。但我們可以很好地治愈傷口。”
Shepherd教授計劃將SheaLDS與用于識別觸覺事件的機器學習算法相結合，最終創造出“一個壽命長的機器人。它不僅擁有一個自我修復的皮膚，還使用相同的皮膚來感知周圍環境，這樣它就可以完成更多的任務。”
