3D打印“伙伴”光學傳感器讓機器人更加靈活。傳感器是機器必不可少的部件之一，它推動了許多機器的發展。最近，卡內基梅隆大學開發了一種伸縮式光學傳感器，使機器人更加靈活。
卡內基梅隆大學的研究人員開發了一種三指柔軟的機器人手，具有多個3D打印光纖傳感器和一種新型的可伸縮光學傳感器。這種柔軟的機器人手可以檢測不到十分之一牛頓的力。該項目得到了美國宇航局的支持。
利用光纖，研究小組在每個機器人手指中放置了14個張力傳感器，這些機器人手指的設計模仿了人類手指的骨骼結構。每個手指的指尖和兩個指骨是3D打印的，這些指骨通過關節連接在一起，關節上還覆蓋著一種硅橡膠皮膚。這項技術為機器人手指提供了確定其指尖接觸位置和檢測其所經歷的微不足道的力的能力。雖然最新的可伸縮光學傳感材料沒有用在當前版本的機器人手上，但研究人員希望未來將其用在柔軟的機器人皮膚上，以獲得更大的反饋。
客觀來說，常用的壓力或力傳感器是有問題的。這是因為布線太復雜，傳感器容易壞。而且它們極易受到電動機和其他電磁設備的干擾。使用光纖傳感器不存在這些問題，甚至一根光纖可以包含幾個傳感器。在這個項目中，機器人手指上的所有傳感器都用四根光纖連接，它們完全不受電磁干擾。研究人員表示，開發這項技術的目的是提高機器人的自主性。“如果你想讓機器人自主工作，安全應對日常環境中的各種意外力量，你需要在機器人的手上安裝比目前常見水平更多的傳感器。”卡內基梅隆大學機器人學副教授Yong-LaePark說， “僅在人類指尖的皮膚中就有數千個觸覺感覺單位，一只蜘蛛的每條腿上都有數百個機械刺激感受器。最先進的人形機器人的手和手腕上只有42個傳感器，比如美國宇航局的Robonaut。”
Park開發的機器人手得到了機械工程專業學生LeoJiang和KevinLow的幫助。該設備集成了目前市場上的光纖布拉格光柵(FBG)傳感器，該傳感器通過測量光纖中發射光的波長的位移來檢測張力。這種手指由一個主動肌腱彎曲，同時由另一個被動彈性肌腱伸直。
新的可伸縮光學傳感器是開發團隊希望在下一個版本的機器人中使用的傳感器。由于傳統的光學傳感器缺乏彈性，眾所周知，玻璃纖維幾乎不能拉伸，即使是聚合物制成的光纖，拉伸通過率也只有20%-25%，因此其使用價值非常有限。然而，通過將硅橡膠與反射金結合，研究人員發現，當壓力施加到傳感器上時，光可以逃逸，這使他們能夠相應地測量力。Park認為，這種類型的傳感器可以同時感知接觸和測量力。