机器人研究和开发已经走过了漫长的道路，在过去的几十年，但不一定作为科幻作家的想象。相反接管世界机器人作战的，现代的研究主要集中在那些危险的或乏味的人的情况下，如执行灾难侦察或可靠地完成重复任务设计的机器人到Excel。虽然这些机器人已被证明是有效完成任务的身体，学习他们的人收费自然互动仍然是一个挑战。
关于问题，来自Drexel University的机器人的新观点表达与创意互动技术中心与大学合作形成了跨学科合作功能面料中心(CFF)．这种努力为他们的内部机器人Hubo在理解人类方面提供了一个独特的优势:衣服。
虽然仍处于发展的早期发展，但远离时尚陈述，但衣服给豪博发了一种触感。该团队正致力于为哈博开发触摸敏感的服装，使其能够将某些东西与肩膀上的水龙头视为潜在的危险作为一种积极的推动。
Richard Vallett，Ryan Young，以及Youngmoo Kim博士在兴奋中心展示了Hubo。图片来源:德雷克塞尔大学。
灵感就在房间的另一头
机器人技术和纺织技术的组合听起来可能违反直觉，但实验室的领先研究人员说，对他们来说，合作可能不会有更自然。
“一支球队正在研究机器人，而且只有20英尺远，另一个团队正在使用智能面料。然后一些创新的人问道，“如果我们把一些面料放在机器人上会发生什么？”“兴奋中心主任Youngmoo Kim博士说。“兴奋是关于有跨学科的空间，并且有很多不同类型的研究工作的机会。”
研究人员说，这种合作是在设计激励中心，房屋研究者谁探索一切从表现机器人（如HUBO）创业型游戏设计和电脑针织大学的时候脑子里想的是什么。The ExCITe Center’s mission to “maintain an environment encouraging the serendipitous exchange of knowledge and ideas” is a fitting description in the case of Hubo’s wardrobe: The collaboration began as a search to find Hubo a protective covering that was less brittle and more protective than its current PVC shell.
“这些漂亮的塑料外壳会让它看起来非常未来，但它们非常脆弱，不能很好地保护机器人，”Kim说。
自2012年以来，CFF一直是Excite的一个组成部分，当时日本技术公司Shima Seiki向大学捐赠了16个工作站和三个电脑针织系统。这些计算机化的针织机将纱线逐行组装成纺织品行，类似于3D打印机层塑料方式。CFF的机器使用导电纱线来创造智能，柔性服装，无需额外的嵌入式电子设备。迄今为止，实验室使用该技术为储能和Wi-Fi电力收获的服装制造，甚至为预期监测收缩而无需额外组件的母亲的智能“腹部带”。但是，当它在哈博时，CFF的导演Geneviéve迪翁表示，两队都有一些障碍克服。
在ExCITe中心工作的学生。图片来源:德雷克塞尔大学。
Hubo穿着它最新的针织敏感服装。图片来源:德雷克塞尔大学。
学习如何为成功着装
除了设计HUBO的服装，以防止碰撞和机械磨损和撕裂，研究人员努力设计出能够改善HUBO与人类互动的织物。对于第一个任务，团队组合填充纺织品和高强度丝打击日常磨损。其结果是一个庞大的组匹配深灰色袖子，裤腿的，和衬衫。
迪翁说，这一成就不仅仅是为了他们的项目的功能，而且还非常重要，也很重要，也很重要。虽然我们可能会将纺织品视为一次性或脆弱，但哈博的盔甲是一种遗嘱，这些织物在这种情况下比工业强度塑料更耐用。
除了保护哈博之外，该团队还必须以电容式触摸传感器的形式设计触敏衣服。与计算机键盘一样，这些触摸传感器旨在感测触摸的压力和位置，并将其转换为机器的可用数据，例如移动光标或在何博如何回答问题时，“有人碰到我吗？“
“这些花哨的塑料外壳会使其看起来很有未来感，但他们都非常脆弱和不保护机器人非常好。”
Youngmoo金
触摸感应的衣服
对于Hubo的新衣服来说，传感器实际上是由导电纱和标准的非导电纱编织而成的电路。该电路的工作原理类似于智能手机的触屏:当人的皮肤按压裸露的导电纱线时，机器人就会有触觉，从而测量触点的位置和压力。
压力和地点告诉人类许多关于接触：如果有人轻轻地轻拍你的肩膀上，他们希望得到您的关注。从后面硬推通信一个非常不同的，而且很明显，消息。
虽然目标是相当简单的，这个领域的新兴性质意味着团队必须工作，从地上爬起来，以确定如何这些传感器的机器人工作。这很难不灵活的，复杂的电路设计转换成一个可被编织成柔性传感器。不像含有单独的线的许多层印刷电路，该球队的任务是设想用作几层和电线尽可能的设计。HUBO的灵活性意味着他的衣服，和他们的电路，需要折叠和弯曲的HUBO移动。这导致了许多问题的制约：如何将接线融入面料和连接到外部传感控制器？如何将传感器的针织电路承受反复弯曲和伸展？传感器将如何辨别从一个外部触摸通过折叠或弯曲触发？而如何将传感器解决实际问题，如被清洗？
使用触敏利于织物的电路的简化概述。图片来源:德雷克塞尔大学。
“我们希望传感器像纺织品一样处理，能够折叠、拉伸和洗涤，而不会降解或产生不利影响。”
Richard Vallett.
“我们希望将传感器等的织物进行处理，并能够被交叠，拉伸，并且在不降解或不利影响洗涤，”理查德Vallett博士说候选人，并在该项目首席研究员。
Hubo的触摸敏感袖子和Hubo的全身防护服的特写。图片来源:德雷克塞尔大学。
像智能手机触控板一样工作的传感
设计人员选择自电容作为传感方法。自电容感应只接收来自导电物体的触摸，比如我们的指尖。大多数智能手机都使用同样的方法，这就是为什么我们发短信时必须摘下手套。在Hubo的衣柜中使用自电容感应意味着，折叠或拉伸对传感器的无意压力不会被记录为触摸。
为了探索这个新领域，该团队转向了MathWorks。Vallett说他们同时使用了MATLAB®和仿真软万博1manbetx件®在柔性传感器中模拟触摸检测。随着传感器的电路变得更加复杂，它们使用Simscape™来模拟预期输出和性能，并减轻任何测量不确定性。
触摸传感器的工作原理与传统电容式传感器不同，后者依靠许多低电阻的导线组成的网格来测量触摸位置。相反，传感器使用单一的高电阻导电纱，在织物表面蜿蜒。通过纱线的低电流允许从纱线路径的两端测量电压的细微变化。然后从沿路径的线性距离的电压差推断出接触。该团队能够通过物理手段改变传感器的电阻来调整电行为。导电裸纱编织成的线圈形成复杂的电网。通过改变针织图案和纱线组成中单个纤维的数量，团队可以在不损失性能的情况下最大限度地提高灵敏度。找到这两个因素的正确组合是关键。
Vallett说:“在我们进行任何物理测试之前，实验参数都是通过Simulink模型运行的。”万博1manbetx
模型输出可视化的能力使研究小组能够设计一组解耦方程，以跟踪从两个耦合电压信号测量的传感器上的单个触点的位置和压力。由于虚拟模型允许他们理解虚拟传感器的标准输出和数据中确定趋势,他们能够设计和测试的网络传感器,能够探测准确触摸位置使用单一软线和肯定,折叠和重叠线不会模糊输入位置。
在设计过程中，团队也意识到他们的全有或全无测量触控位置的方法可能也需要修改。
迪翁说:“我们从试图非常精确地定位到感知敲击和手势。”“这真的很有趣，因为我们并不是没有考虑过这个问题;我们只是在寻求最好的解决方案。”
该团队仍然致力于完善霍博的新DUDS，但他们希望提高面料的触控精度和敏感性，并扩展其超越实验室的技术，并帮助将这些机器人与他们旨在协助的社区集成。
“我们设想未来我们的机器人是真正的辅助设备，”金说。“如果你想要一个可以拿出垃圾或做菜的房子周围的机器人，它需要与人们更加自然的水平互动，而不是我们现在的能力。在所有形式中感应，但特别接触，是一个很大的一部分。“
所以，当霍博斯穿着他的新衣服时，你在肩膀上点击他，当他转身看看你想要什么时，不要太惊讶。
