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3D打印机帮助创造新型机器人



Are We Now a Step Closer to Human-Like Androids Using 3D Printing?

您或许并未听闻,但我们完全可以毫不夸张地说,类人机器人领域已经有了全新进展,或者可以说机器人技术已初具雏形。这门新兴科学被称为“软机器人”技术,旨在打破人类与机器人之间仍然存在的物理差异。

“人类” 挑战

到目前为止,机器人都由硬质材料制造,并且这些材质都比我们的身体软组织坚硬和强壮很多倍。因此,它们并不像人类那样可以由很多种物质组成,而仅仅是一般形式的几种物质。Peter Walters和David McGoran是布里斯托尔市西英格兰大学的两名研究人员,他们正努力改变这一状况。



Peter Walters and David McGoran

他们在该大学Fine Print研究中心的3D打印实验室工作,并且已经制造出一种“人造肌肉”,您会发现它能够高度模仿章鱼运动,以及水母触角功能。人造肌肉由形状记忆合金材料(Biometal)制造,该合金在受到电流加热时能够收缩。Biometal线被嵌入在3D打印触手的手臂中,当受到刺激时,能够在各个方向上移动。

为什么要用3D打印?

3D打印技术能够提供复杂的形状,提供能够用过穿过Biometal线的空腔,这些优点难以被传统成型硅胶取代。直接通过3D打印触角,研究人员能够缩减完全成型阶段时间,加快设计迭代,且很容易更换触手,而不用更换价格高昂的成型工具。



Functional Tentacle Created Using Biometal and Objet 3D Printed Flexible Material

照片中的触手是在一台Objet 3D打印机上制造-世界上唯一能够在相同结构中同时3D打印刚性材料和橡胶类材料的技术。Objet打印的部件是蓝色部分。这些部件实际上是由Objet TangoPlus™公司的透明橡胶状物质构成,在3D打印和清洗后,被染成蓝色。



下一步:3D打印能打印出机器人吗?

在1941年,科幻小说作家Isaac Asimov首次使用“robotics(机器人)”这一术语。他一直是我最喜爱的作家之一,他的机器人和基地故事俘获了我——一个十几岁孩子的想象力。这些小说中的核心人物之一是一个被称为Daneel Olivaw的人形机器人,他的使命是拯救人类,以及穿越太空建立银河帝国。Daneel看起来和人类一样,只有极微小的差别,那就是在他的人造皮肤下面,有Asimov所描述的“电线和钢板”。

使用更加先进的3D打印和Biometal材料,或许不用太久,我们就能够看到采用混合材料3D打印创造出真正能够工作的机器人。使用该系统,设计人员能够将3D打印的无缝连接的骨骼和灵活的关节与打印的软组织相连接,并且它们都采用Biometal神经和肌腱,因此软组织能够与合成的骨骼和关节紧密结合。

接下来该做什么?也许该将类人机器人发射到太空,使其对火星进行改造,以符合人类居住?



Multi-Material 3D Printed Human Joint in Rigid and Rubber-like Materials. Created as a Single Seamless Structure with No Gluing by Students at Virginia Tech

如需了解3D打印触手工作的详细细节,请参阅Peter Walters和David McGoran的学术论文, 发表于2011年《IS&T数字化制造》。

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Sam Green, Head of Marketing for Rapid Prototyping Solutions, Stratasys

Sam Green, Head of Marketing for Rapid Prototyping Solutions, Stratasys

Sam Green is Head of Marketing for Rapid Prototyping Solutions at Stratasys.

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