传感器是机器必不可少的零件之一，它带动了很多机器的发展。近日，在卡内基梅隆大学研发出科伸缩光学传感器，使机器人的灵活性又更上一层。
卡内基梅隆大学的研究人员开发出了一只带有多个3D打印光纤传感器和一个新型的可伸缩光学传感器的三指软机器人手。这个软机器人手能够检测到低于十分之一牛顿的力。该项目获得了美国宇航局(NASA)的支持。
使用光纤，该研究团队在每个机器人手指里面放置了14个张力传感器，这些机器人手指的设计仿照人类手指的骨■骼结构。每卐根手指的指尖和两根“指骨”都是3D打印的，这几根“指骨”通过关节连接，关节上还覆有一种硅橡胶“皮肤”。这种技术为机器手指提供了确定其指尖接触位置◣并检测其所经受的微不足道的力量的能力。尽□管最新的可伸缩性光学感测材料并没有用在当■前版本的机械手上，不过研究人员希望在以后的软机器人皮肤中用到它，以获得更大的反馈。
客观地说，当前常用的压力或力传感器是有问题的。这是因为其中的布线过于复杂，传感器ㄨ容易断裂。而且他们极容易受到来自电动马达和其它电磁设备的干扰。而使用光纤传感卐器就没有这些问题，甚至一根光纤都可以包含几个传感器。在这个项目中，其机器人手指上的所有传感器都与4个光纤相连接№，并且它们对电磁干扰完全免疫。
研究人员称，他♂们开发这项技术的目的是为了提高机器人的自主性。“如果你想让机器人自主地工作，并在日常环境中对于各种意想不到的力安全地作出反应，就需要让机器人手上安装比当前常见的水平更多的→传感器。”卡耐基梅隆大学机器人学副教授Yong-LaePark称，“仅在人指尖的▲皮肤中就含有数千个触⊙觉感官单位，而一只蜘蛛的每条腿上都有数百个机械刺激感受器。而在当前最先进的人形机器人——比如NASA的Robonaut——的手和手↑腕上，仅有42个传感器。”
Park开发的这个机器人手得到了该校机械工程专业学生LeoJiang和KevinLow的帮助。这一装置集成了当前市场上在售〖的光纤布拉格光栅(FBG)传感器，该传感器通◥过测量光纤内发射光波长的位移来检测拉力。这种手指是靠一个主动性的腱来弯曲的，同时还靠另外一个被动的弹性腱提供相反的力ζ 拉直手指。
新型的可伸『缩光学传感器是开发团队希望能够用在下一个版本的机械手上的传【感器。因为传统的光学传感器缺乏弹性，众所周知，玻璃纤维几乎无法拉伸，甚至用聚合物制成的光学纤维拉伸通率也只有◥20%-25%，其使用价值很有限。然而，通过将硅橡胶与一种反∮光金(reflectivegold)组合起来，研究人员发○现当传感器上被施以压力时，会有光能够逸出，这使得他们能够据此测量力的大小。Park认为，这种类型的传感器可以同时感应到接触，并测量力的大小。
