可伸縮傳感器：希望之星還是曇花一現？

發(fā)表于：2017-11-27  作者：dsm1219  關注度：80

在軍工與軟體機器人領域，誕生未久的可伸縮傳感器已然成為技術新寵，在可穿戴設備產業(yè)也大有可為。然而，它究竟是希望之星還是曇花一現，尚未可知。這既取決于該設備未來的技術進步，也要看其他種類的傳感器如何接招應對。

　　可伸縮傳感器是傳感器家族中一位非常年輕的成員，它的出現得益于市場需求與技術進步的雙重作用。該裝置能夠賦予電子器件一定程度的伸縮性，從而適用于更多場景。例如在運動、醫(yī)療用可穿戴設備以及軟體機器人等領域，可伸縮傳感器的發(fā)展空間就十分廣闊。不過，目前可伸縮傳感器還未正式走向市場，業(yè)界相關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瞬即逝的曇花一現呢?

　　實現人類與機器人的親密接觸或許就靠它了

　　一直以來，機器人都給人以鋼筋鐵骨的冰冷印象，因為硬體機器人長期居于機器人產業(yè)研發(fā)的主流。這種趨勢表現在具體應用場景中，就是人與機器人的長期隔離。例如在工廠車間里，為了防止機器人誤傷人類，它們往往被禁錮在一個相對封閉的空間里工作，而人類也禁止隨意涉足該區(qū)域。

　　然而在現實生產生活中，人們有許多與機器人親密接觸的切實需求，而近年來新型材料的開發(fā)也為機器人的“軟化”創(chuàng)造了基礎。

　　2015年10月，美國卡內基梅隆大學利用硅橡膠與反光金開發(fā)出一款可伸縮光學傳感器，并將其應用于軟體機器人的手指，該機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。這是毫無彈性的傳統(tǒng)光學傳感器無法做到的，甚至用聚合物制成的光學纖維也難以勝任。

　　自然界中有許多肢體柔軟且反應敏感的動物，如章魚、烏賊、毛毛蟲等，它們給軟體機器人的研發(fā)帶來不少啟發(fā)。而要將這些仿生機器人制作出來，幾乎都少不了可伸縮傳感器的幫助。例如哈佛大學在升級為美軍研發(fā)的士兵軟體護甲時，就考慮加入可伸縮傳感器以增強設備的柔軟舒適度。

　　人類等生物之所以觸覺敏銳，是因為體表分布著成百上千個生物感受器，而當前最靈敏的機器人手部也僅僅只有數十個傳感裝置。要實現人類與機器人的安全親密接觸，可伸縮傳感器將大有可為。

　　能屈能伸，讓可穿戴設備真正貼身

　　可穿戴設備與人體越親密無間，其采集的數據越是精準。然而，要與柔軟靈活的人體緊貼在一起，對于大多用金屬材料制成的傳感器來說太難了。

　　2015年12月，加拿大曼尼托巴大學的科研人員為我們提供了一種簡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。將一塊嚼過的口香糖用酒精消毒，放置數小時之后植入碳納米管，這款傳感器就做好了。它順利通過了扭頭和伴隨手指彎曲的測試，可敏銳探測人體的動作習慣以及睡眠習慣，甚至連呼吸這樣輕微的動作都能感知到。雖然尚未投入商用，但這款傳感器無疑為研發(fā)360度無死角彎曲旋轉的可穿戴設備帶來了啟示。

　　前途幾何，尚未可知

　　據了解，美國軍方對可伸縮傳感器的投入已超過7500萬美元，不過這一新裝置能否在大眾消費級市場打開局面尚未可知。

　　制作可伸縮傳感器離不開伸縮材料的使用，這既是它身懷絕技的關鍵因素，又是它的軟肋——因為伸縮材料的使用會增加生產成本，使可伸縮傳感器喪失價格優(yōu)勢，而只要普通傳感器的價格足夠低廉，性能也差強人意，消費者就很可能會紛紛選擇后者。

　　可伸縮傳感器究竟只是軍工和軟體機器人等專業(yè)領域的寵兒，還是也能在大眾市場笑傲江湖呢?這既取決于該設備未來的技術進步，也要看其他種類的傳感器如何接招應對。一切尚屬未知。