以下為原文翻譯：
在過去的幾十年裡，電子工程師為各種實際應用開發了越來越靈活、多功能和高性能的設備。他們的一些努力旨在創造智能和傳感紡織品，可用於生產彈性機器人系統、醫療設備和可穿戴技術。
江南大學的研究人員最近推出了一種新的紡織工程方法，用於生產用於醫療衛生技術和機器人系統的編織和軟致動器。他們提出的生產策略在《Cell Reports Physical Science》上的一篇論文中概述了該策略，該策略既可擴展又易於設計，這可能有助於其未來的大規模採用。
該論文通訊作者孫鳳新博士告訴Tech Xplore：「3D列印、彈性體鑄造等傳統方法無法完全滿足軟性機器人和可穿戴設備的適應性和舒適性需求，特別是在開發不僅靈活、功能齊全、成本低、易於定製和可擴展的集成設備方面。」
「受『紗線到服裝』生產方法的啟發，我們使用雙系統編織技術將傳感功能和驅動模式無縫集成到柔軟的機器人『布』中。"
Sun和他的同事使用的技術在編織過程中將經線和經線（用於將紗線轉化為織物的兩個基本組成部分）排列成清晰的平面布局。這意味著它可以定製編織致動器，這是通過仔細編程紗線排列和成分來實現的。
孫博士說：「我們的方法能夠實現個性化變形和即時感官反饋，使編織致動器對於康復可穿戴設備等應用特別有效。」「傳感紗線的生產非常簡單，類似於針織髮型的生產。工業針織機用於圍繞彈性芯紗以螺旋圖案編織導電紗，從而產生電流路徑。"
當用於編織致動器的紗線被拉伸時，由於導電紗線螺旋的分離，電流可以流過的路徑被關閉。這種結構變化反過來會影響流經紗線的電信號，從而檢測到應變。
「我們開發的傳感紗線直接集成到我們編織致動器的織物中，」孫博士說。「本質上，當致動器移動時，紗線中的阻力就會發生變化，這些數據可以用於了解致動器的性能。"
使用該團隊的方法生產的傳感紗線的一個獨特特徵是它們完全編織到織物中。這意味著它們不會給紡織品增加任何重量、硬度或體積，使致動器能夠監控自己的運動，而不會失去靈活性和適應性。
孫博士說：「藉助雙系統編織技術，我們可以定製編織氣動致動器，使其只按照我們預期的方向充氣，有效解決軟體機器人群體面臨的『類似氣球』的充氣問題。」
「此外，我們的編織策略為生產多變形軟致動器提供了靈活且可擴展的解決方案，例如可以通過簡單地調節紗線張力、密度和編織結構在單一空氣源下執行雙邊彎曲、扭曲和螺旋的軟致動器。
研究人員證明了他們的紗線用於開發可用作軟機器人水桶的雙面彎曲致動器的可行性。這些握把可用於模仿動物的動作，例如模仿章魚觸手的延伸，將物體拉近並抓住它們。
孫博士說：「這些致動器在可穿戴康復設備中也有實際應用，可以為行動不便的人提供更精確和適應性的支持。」「對這些致動器進行編程以模仿人類自然運動的能力意味著它們可以用於廣泛的輔助技術，使它們對用戶來說更有效、更舒適。"
未來，研究團隊引入的紡織工程方法可用於生產各種柔性部件，用於醫療設備和機器人系統。孫博士和他的同事計劃繼續致力於推進技術在紡織生產中的應用並設計替代編織和針織策略。
「我們的目標是開發具有更高輸出和更受控的多功能運動方式的紡織致動器，」孫博士補充道。「我們相信，改進分層紡織結構的設計將解決軟機器人群體面臨的關鍵挑戰，例如平衡軟致動器的靈活性和彈性。「這一過程可以擴大紡織類軟機器人的潛在應用，並對日常生活產生更大的影響。
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原文：https://techxplore.com/news/2024-08-scalable-woven-actuators-possibilities-robotics.html
更多信息：李昊雲等人，具有定向擴張、雙邊彎曲和自我感知功能的紗線分組編織軟機器人，用於醫療保健，Cell Reports Physical Science（2024）。DOI：10.1016/j.xcrp.2024.102137
期刊信息：Cell Reports Physical Science
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