Science Robotics 把Arduino开发板做成柔性版,为软体机器人集成高性能计算能力

文摘   2024-09-19 00:01   北京  
近日,美国耶鲁大学的研究团队做了一件有趣的事:将大家熟知的刚性Arduino开发板设计成柔性可拉伸的电路,并集成到软体机器人中,实现了300%的高度可拉伸,为软体机器人集成了先进的计算能力,这一脑洞大开的工作成功发表在《Science Robotics》(IF=26.1)上。
为了实现现实世界的功能,机器人必须具有进行决策计算的能力。然而,软体机器人需要拉伸,因此需要刚性计算机以外的解决方案。将计算能力嵌入软机器人的例子目前包括将刚性印刷电路板附加到机器人上,集成柔性逻辑门,以及利用材料响应进行材料嵌入计算。虽然这些方法很有前途,但也会带来一些限制,如刚性、需要系绳或低逻辑门密度。可拉伸电子领域一直在寻求解决这些挑战,但将单板计算机、微控制器和其他复杂电路直接集成到软机器人中的完整管道仍然难以捉摸。
为此,美国耶鲁大学Rebecca Kramer-Bottiglio团队提出了一种将任何复杂的两层电路转换成柔软、可拉伸形式的通用方法。这使得可伸缩单板微控制器(包括Arduinos)和其他商业电路(包括SparkFun电路)的创建无需简化设计。作为该方法的实用性演示,作者将高度可拉伸(>300%应变)的Arduino Pro Minis嵌入到多个软体机器人的体内。这利用了惰性结构材料,实现了可拉伸电子领域将最先进的计算能力集成到活动的鲁棒的可拉伸系统中的愿景。

图1 将复杂的商用电路板转换成可伸缩形式的端到端方法

图2 OGaIn的表征及基底相容性

图3 电路制造

图4 电路表征

图5 附加电路

图6 在柔性系统中嵌入计算
  • 原文题目:Stretchable Arduinos embedded in soft robots
  • 论文第一作者:Stephanie J. Woodman
  • 原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adn6844

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