將模擬和氣動添加到軟機器人的控制系統(tǒng)選項列表中。在本周在線發(fā)表的一項研究中，來自萊斯大學(xué)和哈佛大學(xué)的機器人研究人員，工程師和材料科學(xué)家表明，通過處理壓縮空氣中編碼的信息來控制軟機器人動作的可編程非電子電路是可能的。

“這個系統(tǒng)的美妙之處在于，我們真的能夠?qū)⒂嬎銣p少到其基本組成部分，”賴斯本科生科爾特·德克爾(ColterDecker)說，他是《美國國家科學(xué)院院刊》研究的主要作者。他說，幾十年來，電子控制系統(tǒng)已經(jīng)過磨練和改進，重新創(chuàng)建計算機電路“類似于壓力和流速，而不是電壓和電流”，這使得整合氣動計算變得更加容易。

Decker是機械工程專業(yè)的大四學(xué)生，他主要使用塑料吸管和橡皮筋等日常材料構(gòu)建了他的軟機器人控制系統(tǒng)。盡管操作簡單，但實驗表明，該系統(tǒng)的氣動邏輯門可以配置為執(zhí)行稱為布爾函數(shù)的操作，這些函數(shù)是現(xiàn)代計算的肉和土豆。

學(xué)分：萊斯大學(xué)

“目標(biāo)從來都不是完全取代電子計算機，”科爾特說。他說，在許多情況下，軟機器人或可穿戴設(shè)備只需要針對一些簡單的運動進行編程，并且論文中演示的技術(shù)可能“比傳統(tǒng)的電子控制更便宜，更安全，更耐用”。

大一時，德克爾開始在萊斯大學(xué)機械工程助理教授丹尼爾·普雷斯頓的實驗室工作。Decker研究了流體控制系統(tǒng)，并在贏得競爭激烈的夏季研究獎學(xué)金后對創(chuàng)建流體控制系統(tǒng)產(chǎn)生了興趣，這將使他能夠在哈佛大學(xué)化學(xué)家和材料科學(xué)家喬治·懷特塞茲(GeorgeWhitesides)的實驗室工作幾個月。

該項目變成了兩個研究小組之間長達數(shù)月的合作，德克爾在這項研究中有九位合著者，包括共同通訊作者普雷斯頓和懷特塞茲。

Decker及其同事創(chuàng)造了兩個組件，一個是將氣壓轉(zhuǎn)化為機械力的活塞式執(zhí)行器，另一個是可以在兩種狀態(tài)之間切換的閥門-關(guān)閉和打開。這些部件由塑料吸管、柔性塑料管、橡皮筋、羊皮紙和熱塑性聚氨酯板等部件制成，這些部件可與臺式熱壓機或熱熨斗粘合在一起。

研究小組表明，這兩個組件可以組合在一個裝置中，一個雙穩(wěn)態(tài)閥門，像開關(guān)一樣工作，并使用氣壓作為輸入和輸出。需要特定的氣壓量才能在關(guān)閉和打開狀態(tài)之間切換。閥門由橡皮筋保持關(guān)閉狀態(tài)，并通過添加或減去橡皮筋進行編程，從而改變激活所需的壓力量。在測試中，Decker表明這些電路可用于控制柔軟的手形機器人，氣動墊和鞋盒大小的機器人，該機器人可以行走預(yù)先編程的步驟數(shù)，檢索物體并返回其起始位置。

“這項工作的最大成就是將數(shù)字和模擬控制整合到同一系統(tǒng)架構(gòu)中，”Preston說。兩者都意味著氣動控制電路可以進行數(shù)字編程，具有您在傳統(tǒng)計算機中想到的“一和零”。但我們也可以引入模擬能力，連續(xù)的東西，“他說。“這使我們能夠真正簡化整體系統(tǒng)架構(gòu)，并實現(xiàn)以前工作中無法訪問的新功能。

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