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克服地形障碍 美科学家用3D打印造出软机器人

2017-05-19 14:58
木中君
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  日前,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家用3D打印技术制造了一个可以在粗糙表面上行走的软机器人,该创造可以克服机器人最直接的障碍之一:崎岖的地形。该3D打印软机器人可用于在危险环境中捕获传感器读数或用于搜索和救援任务。

  近日,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师们使用3D打印技术制造了一个可以在粗糙表面(如沙子)上行走的软机器人。据悉,该3D打印软机器人可用于在危险环境中捕获传感器读数或用于搜索和救援任务。

  软机器人,使用柔软材料构建的机器人,通常被视为通过生物灵感创造机器人的门户。你想拥有一个栩栩如生的像BladeBlade一样的类人机器人?软机器人或许是您最好的选择。

  然而,鉴于该领域的相对新颖性,创造有效的软机器人的方式仍然存在很多障碍。

  但值得一提的是,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员刚刚创建了一个软机器人,可以克服一个机器人最直接的障碍之一:崎岖的地形。

  研究人员已经3D打印出一个四脚软机器人。据悉,其能够在沙子、鹅卵石和其他粗糙的表面上行走。这主要是由于机器人的腿的复杂性,其包含硬质材料和软质材料。

  该大学Jacobs工程学院机械与航空航天工程助理教授MichaelT.Tolley监督研究项目,其小学生为博士生导师DylanDrotman。Tolley说,使用硬质和柔软的三维印刷材料可能会导致下一代机器人的创造,比以前的产品更适应于人类的交互,更安全。

  助理教授认为,3D打印是此过程的重要组成部分,因为它不需要模具,从而缩短了制造时间和成本。

  在多材料3D打印机上的3D打印也允许用户创建复杂的功能部件,如新机器人的腿。这些腿由三个平行的致动器组成,具有可密封的充气室,是使用橡胶状材料3D打印而成的。这些室内侧是中空的,外侧有波纹管,使研究人员能够轻松地控制机器人的腿部运动:当一个腔室被充气,另外两个放气时,腿部弯曲。

  这个灵活的腿部机制已经证明了它的价值,研究人员成功地使机器人在沙丘和岩石之类的地形上行走。他们甚至可以通过精确调整压力水平以及四腿中活塞的膨胀顺序,使3D打印的机器人从行走状态过渡到爬行运动。

  但这不仅仅是机器人能力的理论展示。Tolley和Drotman认为,3D打印机器人就像四脚架的创作一样可以用于重要任务,例如在危险环境中捕获传感器读数或参与搜索和救援任务。软机器人以前受到地形的限制,阻碍了其在这方面的应用。

  在实际应用的承诺可以成为现实之前,机器人需要进一步的调整。目前,3D打印机器人被连接到一个开源板和一个空气泵,所以它不能自己行走很远。因此,研究人员正在尽量减少电路板和泵,以便将其集成到机器人中。


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