以下文章來源于機(jī)器人大講堂 ，作者Robospeak

想擁有一件智能毛衣嗎？

除了智能手機(jī)、手表之外，未來的可穿戴設(shè)備又要新增一員大將——觸覺紡織品。

這是麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）研究團(tuán)隊(duì)的最新成果，一款新型的紡織品“Omnifiber”，它能夠“感知”被拉伸或壓縮的程度，提供即時(shí)的觸覺反饋，可用于幫助訓(xùn)練歌手或運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，或幫助患者從疾病或手術(shù)中恢復(fù)呼吸模式。

有“觸感”的紡織物

Omnifiber的設(shè)計(jì)基于原始的流體人造肌肉，人造肌肉由彈性管和包裹的纖維編織套組成，根據(jù)纖維編織方式的不同，再通過控制彈性管內(nèi)的流體輸入，可改變致動(dòng)行為，如伸長、收縮或者彎曲。

為了可以制成“智能毛衣”，Omnifiber 要比普通的人造肌肉更細(xì)，更靈活和柔軟。它被設(shè)計(jì)為具有五層軟纖維的復(fù)合材料：最里面的流體通道、基于硅樹脂的彈性管、可檢測(cè)應(yīng)變的可拉伸傳感器、控制纖維外部尺寸的可拉伸外網(wǎng)，以及對(duì)整體可延展性提供機(jī)械約束的非拉伸長絲。

Omnifiber可以通過輸入氣體來驅(qū)動(dòng)，開發(fā)人員利用兩個(gè)微型隔膜泵串聯(lián)充氣，利用閉環(huán)控制和雙向交互可以產(chǎn)生更高的壓力來同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)長纖維。

OmniFiber 可以用正常的編織方式制成衣服，例如縫紉、機(jī)織，纖維中的可拉伸傳感器實(shí)時(shí)捕捉、應(yīng)變簡單的彎曲行為，就像皮膚一樣產(chǎn)生多種觸覺特性，可拉伸、壓縮、振動(dòng)等。

不僅如此，它響應(yīng)迅速，軸向位移峰值為 150 毫米/秒，具有高應(yīng)變性能，可達(dá)245%，輸出力也可達(dá)到19 N。

穿上它，你就是科學(xué)界的時(shí)尚弄潮兒

穿上它是什么體驗(yàn)?zāi)兀?/p>

第一個(gè)試穿的用戶是一名歌唱家，研究人員將OmniFiber編織成緊身衣，來幫助她進(jìn)行唱歌時(shí)的呼吸訓(xùn)練。

緊身衣的設(shè)計(jì)由三個(gè)模塊組成，它們通過順序加壓和排氣來模擬穿著者身體上的蠕動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn) 1.2 - 6.5 kPa 的均勻壓縮壓力，允許對(duì)身體進(jìn)行輕度到更強(qiáng)的壓縮范圍。此外，在緊身衣背面設(shè)計(jì) 1.8 毫米的單個(gè)連續(xù) OmniFiber 系帶，可以讓穿著者的身體動(dòng)態(tài)與衣服更合身。

研究人員還利用OmniFiber制作了多種可穿戴設(shè)備，例如能彈鋼琴的嵌入式“技能手套”，能反映人體脊柱運(yùn)動(dòng)的“背背佳”，以及用于表達(dá)和游戲的仿生機(jī)器人。

更精細(xì)和更長

人造肌肉并不是一個(gè)新話題了，但多數(shù)人造肌肉纖維的缺點(diǎn)是它們要么是熱激活的，當(dāng)與人體皮膚接觸時(shí)會(huì)導(dǎo)致過熱，要么它們的功率效率低或訓(xùn)練過程繁重。

OmniFiber 的非凡之處在于它不需要加熱來改變其形狀，也不需要復(fù)雜精細(xì)的編織過程，研究人員未來計(jì)劃讓OmniFiber變得更細(xì)，并開發(fā)制造系統(tǒng)以能夠生產(chǎn)更長的長絲。在接下來的幾個(gè)月里，他們也會(huì)嘗試將該系統(tǒng)的呼吸訓(xùn)練從專業(yè)歌手轉(zhuǎn)移到新手歌手，然后再探索不同類型的動(dòng)作研究，例如研究舞者的動(dòng)作。