編織氣動軟機器人應用概念圖。受訪單位供圖

記者10月17日從江南大學紡織研究所獲悉，該校副研究員孫豐鑫團隊利用工業編織技術靈活定制紗線組合，開發出一種基於織物工程設計的編織氣動軟機器人。相關成果發表於期刊《細胞報告物理科學》。

如今，可穿戴設備正逐漸進入大眾視野。不過，傳統可穿戴設備如輔助病人行走的外骨骼機器人等，大多採用硬質材料。隨著應用場景的不斷豐富，如何讓可穿戴設備更加柔和、安全和舒適，同時具備靈活、精准的變形能力，成為近年來柔性傳感技術研究人員思考的問題。

在這一背景下，智能軟機器人的概念應運而生。目前，大多數柔性傳感器與驅動器的集成大多依賴鑄造、黏合或化學涂層等方法，這種“附加式”設計容易導致材料間界面應力不兼容，影響機器人的運動性能和穩定性。

孫豐鑫介紹，傳統的軟氣動驅動器通常採用硅膠等彈性材料。這種材料充氣時會產生全方位的“氣球式”膨脹，變形操控性較差。而該研究團隊所研制的編織驅動器，是以織物結構和材料組合、運用經緯紗雙系統的機織工藝設計而成。這種方法通過定制化設計編織層不同區域的紗線張力形態，可有效控制不同區域的彈性差異，從而實現氣動機器人的智能變形。

此外，內置的應變感知紗線是該技術的另一大亮點。研究人員利用創新的織物編程設計方法，使得編織氣動軟機器人具備了自感應和智能反饋的功能，這一功能使得驅動器能夠在復雜、不可見的環境中也可進行自我調節，有效避免傳統“附加式”傳感器帶來的界面應力不兼容問題。

孫豐鑫介紹，該軟機器人集成了定向驅動、雙側彎曲及自感知功能，在醫療護理和安全人機交互等領域均有著獨特優勢和廣闊前景。

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