MIT设计的柔性机器人袖套利用气囊提供更好的虚拟触摸体验

在我们迄今为止看到的大多数触觉反馈系统中，被触摸的感觉都是通过小型电机式致动器阵列来实现的，这些致动器会对皮肤产生振动。 根据这些振动的强度、持续时间和顺序，可以模拟出被轻拍、抚摸或挤压等感觉。

一种替代方法是用更轻、更不复杂、更节能的可充气弹性体袋代替电机。 这些气动致动器通过有选择性地充气和膨胀来模拟触摸，并在充气和膨胀的同时向下按压皮肤。

为了充分向下按压，必须防止致动器在充气时向其他方向膨胀。 因此，这类系统通常被安装在相对笨重的外骨骼中，并由刚性部分引导小袋膨胀。

这就是 Haptiknit 系统的用武之地。 该系统由 Allison Okamura 教授领导的斯坦福大学团队与麻省理工学院的同事合作开发。

该装置目前正在以原型套筒的形式进行演示，套筒共包含八个气动致动器，每四个为一排。 每个小袋都可以通过一根连接到臂戴式电池泵的细软管单独充气和放气。

套筒的主体由尼龙和棉纤维编织而成。 不过，在容纳致动器的圆盘状部分还使用了热塑纤维。

编织完成后，科学家们对这些区域进行加热，使热塑性纤维熔化，冷却后变硬。 然后，这些区域就形成了致动器的刚性外壳，将它们的膨胀向下引向穿戴者的皮肤。

Okamura说："柔性机器人领域面临的一个挑战是如何将硬的和软的东西粘在一起--它们容易分层。但将这些纤维编织在一起，就能实现从硬的部分到软的部分的完全无缝过渡，因为它是一种连续的织物。"

袖子由一个臂戴泵提供动力，该技术的商业版本可以将其小型化 苏珊-威廉姆斯，麻省理工学院自组装实验室

在对这项技术进行评估时，研究人员在 32 名志愿者身上测试了 Haptiknit 套筒和由八个电动致动器组成的类似阵列。 结果发现，使用 Haptiknit 系统，测试对象能够更好地确定手臂上各个虚拟点击的位置。

此外，测试者还成功地利用套筒，通过一个接一个地依次激活小袋，实现了虚拟抚摸的感觉。 更重要的是，由于参与者认为该装置舒适且易于使用，这项技术最终可能会应用于 VR 以外的领域。

Okamura说："无论目的是娱乐、交流、培训还是身体辅助，这都真正将这些可穿戴设备带向了人们在日常生活中可能真正想要使用的东西。"

最近发表在《Science Robotics》杂志上的一篇论文介绍了这项研究。 您可以在下面的视频中看到该套筒在手臂按压时的动作。

针织触觉气动套筒（2023 年世界触觉大会演示）