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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】在軍工與軟體機(jī)器人領(lǐng)域，誕生未久的可伸縮傳感器已然成為技術(shù)新寵，在可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)也大有可為。然而，它究竟是希望之星還是曇花一現(xiàn)，尚未可知。這既取決于該設(shè)備未來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，也要看其他種類的傳感器如何接招應(yīng)對(duì)。
可伸縮傳感器：希望之星還是曇花一現(xiàn)？
可伸縮傳感器是傳感器家族中一位非常年輕的成員，它的出現(xiàn)得益于市場(chǎng)需求與技術(shù)進(jìn)步的雙重作用。該裝置能夠賦予電子器件一定程度的伸縮性，從而適用于更多場(chǎng)景。例如在運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療用可穿戴設(shè)備以及軟體機(jī)器人等領(lǐng)域，可伸縮傳感器的發(fā)展空間就十分廣闊。不過(guò)，目前可伸縮傳感器還未正式走向市場(chǎng)，業(yè)界相關(guān)研究成果也并不是很多。它究竟是一顆冉冉升起的希望之星還是轉(zhuǎn)瞬即逝的曇花一現(xiàn)呢？
實(shí)現(xiàn)人類與機(jī)器人的親密接觸或許就靠它了
一直以來(lái)，機(jī)器人都給人以鋼筋鐵骨的冰冷印象，因?yàn)橛搀w機(jī)器人長(zhǎng)期居于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研發(fā)的主流。這種趨勢(shì)表現(xiàn)在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，就是人與機(jī)器人的長(zhǎng)期隔離。例如在工廠車間里，為了防止機(jī)器人誤傷人類，它們往往被禁錮在一個(gè)相對(duì)封閉的空間里工作，而人類也禁止隨意涉足該區(qū)域。
然而在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中，人們有許多與機(jī)器人親密接觸的切實(shí)需求，而近年來(lái)新型材料的開(kāi)發(fā)也為機(jī)器人的“軟化”創(chuàng)造了基礎(chǔ)。
2015年10月，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)利用硅橡膠與反光金開(kāi)發(fā)出一款可伸縮光學(xué)傳感器，并將其應(yīng)用于軟體機(jī)器人的手指，該機(jī)器人因此而能感知到小于十分之一牛頓的力，變得更加靈敏。這是毫無(wú)彈性的傳統(tǒng)光學(xué)傳感器無(wú)法做到的，甚至用聚合物制成的光學(xué)纖維也難以勝任。
自然界中有許多肢體柔軟且反應(yīng)敏感的動(dòng)物，如章魚(yú)、烏賊、毛毛蟲(chóng)等，它們給軟體機(jī)器人的研發(fā)帶來(lái)不少啟發(fā)。而要將這些仿生機(jī)器人制作出來(lái)，幾乎都少不了可伸縮傳感器的幫助。例如哈佛大學(xué)在升級(jí)為美軍研發(fā)的士兵軟體護(hù)甲時(shí)，就考慮加入可伸縮傳感器以增強(qiáng)設(shè)備的柔軟舒適度。
人類等生物之所以觸覺(jué)敏銳，是因?yàn)轶w表分布著成百上千個(gè)生物感受器，而當(dāng)前靈敏的機(jī)器人手部也僅僅只有數(shù)十個(gè)傳感裝置。要實(shí)現(xiàn)人類與機(jī)器人的安全親密接觸，可伸縮傳感器將大有可為。
能屈能伸，讓可穿戴設(shè)備真正貼身
可穿戴設(shè)備與人體越親密無(wú)間，其采集的數(shù)據(jù)越是。然而，要與柔軟靈活的人體緊貼在一起，對(duì)于大多用金屬材料制成的傳感器來(lái)說(shuō)太難了。
2015年12月，加拿大曼尼托巴大學(xué)的科研人員為我們提供了一種簡(jiǎn)約而有趣的新型解決方案。他們以口香糖為伸縮材料、碳納米管為傳感元件，制成了一款能屈能伸的可伸縮傳感器。將一塊嚼過(guò)的口香糖用酒精消毒，放置數(shù)小時(shí)之后植入碳納米管，這款傳感器就做好了。它順利通過(guò)了扭頭和伴隨手指彎曲的測(cè)試，可敏銳探測(cè)人體的動(dòng)作習(xí)慣以及睡眠習(xí)慣，甚至連呼吸這樣輕微的動(dòng)作都能感知到。雖然尚未投入商用，但這款傳感器無(wú)疑為研發(fā)360度無(wú)死角彎曲旋轉(zhuǎn)的可穿戴設(shè)備帶來(lái)了啟示。
前途幾何，尚未可知
據(jù)了解，美國(guó)軍方對(duì)可伸縮傳感器的投入已超過(guò)7500萬(wàn)美元，不過(guò)這一新裝置能否在大眾消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)打開(kāi)局面尚未可知。
制作可伸縮傳感器離不開(kāi)伸縮材料的使用，這既是它身懷絕技的關(guān)鍵因素，又是它的軟肋——因?yàn)樯炜s材料的使用會(huì)增加生產(chǎn)成本，使可伸縮傳感器喪失價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而只要普通傳感器的價(jià)格足夠低廉，性能也差強(qiáng)人意，消費(fèi)者就很可能會(huì)紛紛選擇后者。
可伸縮傳感器究竟只是軍工和軟體機(jī)器人等專業(yè)領(lǐng)域的寵兒，還是也能在大眾市場(chǎng)笑傲江湖呢？這既取決于該設(shè)備未來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，也要看其他種類的傳感器如何接招應(yīng)對(duì)。一切尚屬未知。
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