面向大型柔性机器人的软气腔力传感器

柔性机器人相比刚性机器人在物理上贴合环境及形成多种形状方面具有优势。感知柔性机器人施加或受到的力对于导航和操作任务都很有用，但由于传感器需承受机器人形状变化而不妨碍其功能，这一感知颇具挑战。此外，对于具有长或大型身体的机器人，由于高成本与复杂性，覆盖机器人全身表面所需传感器数量可能令人望而却步。我们提出一种新型软气腔力传感器，其高度柔性、轻量、相对廉价且易于扩展至各种尺寸。我们的传感器产生与施加力呈线性的内部压力变化。我们给出了实验测试结果，表明不可控因素（接触位置与接触面积）与可控因素（初始内部压力、厚度、尺寸及内部密封数量）如何影响灵敏度。我们将传感器应用于藤蔓机器人——一种通过外翻从尖端“生长”的软体充气机器人，并展示该机器人能成功生长并转向其感知到接触的物体。