來自日本SIT的研究人員最近開發了一種基于電化學反應的傳感器，可以平穩地控制軟體機器人中的流體系統，實現了沒有復雜性的自感驅動，為小型化軟體機器人技術打開了大門。資料來源：日本芝浦理工學院的Shingo Maeda

機器人這個詞可能會讓人聯想到堅硬的金屬身體，在攻擊面前不堪一擊。然而，在現代的日常生活中，幾乎不需要機器人來抵御敵人的攻擊。相反，它們被要求執行更多的平凡任務，如處理脆弱的物體和與人類互動。不幸的是，傳統機器人在這些看似簡單的任務中表現不佳。此外，它們很重，而且經常有噪音。

這就是 "軟 "機器人的優勢所在。由稱為彈性體的材料（具有高粘度和高彈性的材料）制成的軟體機器人能更好地吸收沖擊，能更好地適應環境，與傳統機器人相比更安全。這使得它有了廣泛的應用，包括醫學和手術、操縱和可穿戴技術。然而，這些軟體機器人中有許多依賴于流體系統，它們仍然使用由機械部件（電機和軸承）操作的泵。因此，它們仍然很重而且噪音很大。

解決這個問題的一個方法是使用化學反應來驅動泵。但是，雖然這樣的系統肯定是輕巧和安靜的，但它們的性能卻不如傳統的泵好。有什么方法可以戰勝這種折衷嗎？事實證明，答案是肯定的。日本芝浦理工學院（SIT）的一個研究小組，在前田信吾教授的領導下，推出了一種電動流體動力（EHD）泵，它使用電化學反應來驅動泵。EHD泵具有由化學反應驅動的泵的所有優點，而沒有它們的問題。

在最近的一項研究中，包括前田教授、川島優、山田雄平博士（均來自SIT工程科學與力學系）和重宗宏樹副教授（SIT電氣工程系）在內的團隊更進一步，設計了一種自感應EHD泵，它使用電化學雙傳感器（ECDT）來感應流體流動，反過來激活電化學反應并增加電流。

自感應技術最近在壓縮軟體機器人方面引起了很多關注。在軟體機器人中加入傳感器可以增強其多功能性，但往往會造成復雜的布線和臃腫。前田教授解釋說："自感應驅動技術可以幫助解決這個問題，并使軟體機器人小型化。這篇論文于2022年1月7日在網上公布，并于2022年1月19日發表在ACS應用材料與界面雜志上。"

該團隊在他們之前設計的EHD泵的基礎上設計了ECDT。該泵由平面電極的對稱排列組成，它允許通過簡單地改變電壓來輕松控制流動方向。此外，由于兩邊的電場強度相同，這種安排使得每個方向上的流動沒有障礙，而且數量也相同。

智能材料實驗室（SIT）的博士生、該研究的第一作者Yu Kuwajima說："研究小組評估了可檢測流量范圍、速率、靈敏度、響應和松弛時間等方面的傳感性能，并使用數學建模來理解傳感機制。ECDT可以很容易地被集成到流體系統中，而不會產生膨脹或復雜性。此外，研究人員通過使用它來驅動一個吸盤檢測、抓取和釋放物體來測試其性能。"

前田教授說："ECDT的優勢在于它的制造不需要任何特殊設備或復雜的加工。此外，它體積小，重量輕，并表現出廣泛的靈敏度。"