一种新的3D打印技术使研究人员能够创造出一种具有流动性和灵活性的机械手,可以与人体相媲美。
今天的机器人能够执行复杂的任务,但它们往往受到机械和刚性运动的限制。这种刚性的主要原因在于它们的内部结构由碳纤维和金属管等硬质材料制成。
机器人手部的运动更流畅
苏黎世联邦理工学院机器人学教授罗伯特·卡茨施曼在《自然》杂志上发布的一篇论文中解释说,虽然这些结构允许机器人移动和抓取物体,但它们缺乏灵活性使它们不如人体敏捷和灵活。
这种限制可能很快就会成为过去。苏黎世联邦理工学院的一组研究人员在美国初创公司Inkbit的帮助下,开发了世界上第一只具有模仿人体骨骼、韧带和肌艱内部结构的机械手。该项目使用一种称为视觉控制喷射的3D打印方法进行,标志着机器人设计的一个重要转折点。
与使用快速固化聚丙烯酸酯的传统 3D 打印方法不同,VCJ 工艺采用缓慢固化的噻吩聚合物。后者具有优异的弹性性能,使它们在弯曲后能够迅速恢复到原来的形状。VCJ还因其闭环控制系统而脱颖而出,该系统允许一次性打印机器人的完整结构,无需组装或额外的制造步骤。
这项技术的应用不仅限于创造机械手。它还使制造机器人心脏、六足机器人和能够吸收周围振动的材料成为可能。这些发展证明了VCJ在生产混合机器人系统方面的潜力,该系统结合了软质和刚性材料,在灵活性方面可以超越传统机器人,并解决完全柔性机器人面临的设计和规模问题。
VCJ方法不仅为机器人设计提供了更大的灵活性,而且还为从医疗植入物到工业生产的各种应用铺平了道路。根据Katzschmann的说法,VCJ最终可以取代所有基于接触式的喷墨打印方法,从而深刻地改变许多行业的功能部件生产。