在过去几年中,软体机器人成为机器人领域的研究热点,其在驱动方式、智能材料、仿生结构等方面取得了许多令人瞩目的成就。然而,相较于软体机器人的驱动、材料及结构来说,软体机器人的感知研究还较少。软体机器人的感知可以分为本体感知(自身的状态)和环境感知(外部的环境)。本体感知可以使软体机器人更加自主、精确、安全的运动变形;环境感知可以帮助软体机器人感知周围的环境,实现与外部环境的交互。然而,传统的刚性传感器无法满足软体机器人运动变形的要求,传感器需要具备良好的拉伸性。多用于人体运动检测的柔性传感器由于其良好的拉伸性与软体机器人具有很好的适配性,为软体机器人提供了感知基础。柔性传感器丰富了软体机器人的功能,拓展了软体机器人的应用前景,使软体机器人具有准确可控的运动方式以及环境感知能力。本文针对软体机器人的感知需求,设计制造了基于液态金属的柔性传感器。采用3D打印液态金属微流道工艺设计制作了用于软体机器人本体感知的应变传感器和弯曲传感器,其具有稳定性好、重复性好、滞后性低等优点。通过功能性液态金属印刷工艺,设计制作了用于软体机器人环境感知的摩擦电触觉传感器,其只对触觉敏感,避免了软体机器人应变带来的耦合效应。同时,将液态金属柔性传感器与软体机器人结合,实现具有感知功能的软体机器人,包括自适应运动软体机器人,能够自适应的通过不同高度的通道;多触觉反馈软体机器人,能够根据触碰不同的位置做出不同的动作;人机交互软体机械手,通过传感手套实现对软体机械手的手势控制。本文主要开展了如下研究内容:(1)液态金属柔性传感器的设计制造根据液态金属和弹性体的特性,利用高精度3D打印机设计微流道结构,制作了电阻式应变传感器和弯曲传感器。将液态金属与铁粉混合,采用液态金属掩模印刷工艺,设计制作了基于摩擦电效应的触觉传感器。再通过LCR数字电桥测量仪测试了液态金属电阻式传感器的特性曲线、灵敏度、滞后性、重复性和稳定性,利用示波器和静电计检测了摩擦电触觉传感器的电压和电流输出的影响因素。(2)软体机器人系统的设计与制造设计了基于气动网络结构的软体机器人,并对其进行了理论分析。通过继电器、微型气泵、电磁阀、Arduino控制板制作了软体机器人的驱动控制系统。然后为实现软体机器人的感知和传感控制,针对电阻式应变传感器和弯曲传感器,设计了恒流源法电阻检测电路。最后基于Labview和NI数据采集卡,制作了数据采集及显示程序,实现传感器数值的采集和实时显示。(3)基于柔性软体传感器的软体机器人的实验研究将制作的柔性传感器集成至气动软体机器人,使软体机器人具备运动控制和触觉检测的能力。例如将触觉传感器、弯曲传感器与多气囊软体机器人结合,实现自适应运动软体机器人。将多个触觉传感器与多气囊软体机器人结合,实现多触觉反馈软体机器人。将应变传感器、弯曲传感器与软体手结合,实现人机交互软体机械手。