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哈佛Wyss开发仿机器人面料 可实现力学疗法

STAT能维持内部压力而不需依靠外接管线。Wyss Institute

软性机器人可以在执行艰难任务时保护穿戴者,而不可穿戴的机器人面料则能够成为功能独立的装置,透过准确的位置和频率施加力道,活化肌肉组织和神经纤维以利修复损伤,进而实现力学疗法(Mechanotherapy)。

据The Robot Report报导,哈佛大学Wyss生物启发工程研究所、工程与应用科学学院(John A. Paulson SEAS)和化学暨化学生物学系的研究团队开发了智能热力致动纺织品(Smart Thermally Actuating Textiles;STAT)。

纺织品基底的软性机器人需要致动和感测系统,来分别引导运动,并使其「感受」自身状态和互动环境,通常需要依赖管线连结外部压缩机。不过,电控机器人面料能透过本身液气相变而引发的压力变化,来消除对气动管线的需求。

该研究共同第一作者Vanessa Sanchez表示,STAT做为轻量级智能面料,能为机器人应用另闢蹊径。

研究人员使用市面上可购得的膜纺织品,具备可热封的热塑性聚氨酯(TPU)涂层,将STAT制成紧密密封袋,并结合嵌入式电活性元件。

透过对STAT的电子元件动态供电,Novec 7000电子工程液会被热量蒸发,并扩大体积至100倍,藉此,机器人面料可大范围增减内部压力。

团队在面料中制造导电的镀银线,为面料的加热器和传感器元件提供基础,以可程序化的方式驱动压力变化,并允许系统调节自身。共同第一作者Christopher Payne表示,藉由集成的封闭回路反馈控制器,即使将STAT置于外部温度波动的环境中,也可以自动维持压力。

该STAT可在室温下产生约75kPa的峰压,大致等于FIFA规定足球气压或加拿大Instant Pot压力锅内部气压。

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