3D打印自主機(jī)器人利用壓縮氣體移動

魔猴君  科技前沿   91天前

加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員最近開發(fā)出一種能夠自主行走的機(jī)器人。它的特殊之處在于：它是使用3D打印制造的。研究人員能夠使用桌面3D打印機(jī)以很少的資源一次性打印出自主機(jī)器人，再次證明了增材制造的全部潛力，無論在哪個領(lǐng)域。

這個機(jī)器人顯然不是第一個通過3D打印制作的機(jī)器人。近年來，由于技術(shù)的靈活性以及使用廉價材料和機(jī)械的可能性，該領(lǐng)域的項(xiàng)目有所增加。我們已經(jīng)討論過FiloBot，它可以像植物一樣生長，或者I-Seed，一個受種子啟發(fā)的4D機(jī)器人，它可以分析土壤并適應(yīng)土壤。讓我們回到加州大學(xué)的研究人員——接下來，我們將向您展示自主機(jī)器人的具體構(gòu)建方式。

自主機(jī)器人示意圖

3D打印單片自主機(jī)器人的第一步

加州大學(xué)的研究人員接受了打印完整（甚至是整體的，即單件）且自主的機(jī)器人的挑戰(zhàn)。事實(shí)上，機(jī)器人的全自動制造早已讓研究人員著迷。它有可能徹底改變制造業(yè)、建筑業(yè)、救災(zāi)和空間研究等多個領(lǐng)域。3D打印現(xiàn)在為自動化提供了一種很有前途的方法，但使用不同材料打印整體式和復(fù)雜的機(jī)器人仍然有限。

通常，3D打印機(jī)器人采用流體控制電路，即充氣電路，但這需要復(fù)雜的程序和材料。此外，還必須手動組裝各種組件。這使得該過程難以重現(xiàn)，非專業(yè)人士無法接觸。能夠移動的機(jī)器人也能面對崎嶇的地形，因?yàn)樗鼈儽痪幊虨榫哂兄貜?fù)且精確協(xié)調(diào)的動作。這些因素會中斷機(jī)器人的運(yùn)動并很快導(dǎo)致行走機(jī)器人跌倒。

因此，包括加州大學(xué)的一項(xiàng)研究在內(nèi)的最近研究已經(jīng)開始使用3D打印來制造已經(jīng)集成了電路的機(jī)器人零件。具體來說，研究人員建議使用利用壓縮空氣工作的3D打印氣動振蕩器。這使得機(jī)器人腿部能夠產(chǎn)生同步運(yùn)動，而無需集成其他電子部件。最終的機(jī)器人完全是3D打印的，不需要進(jìn)一步組裝，并且借助振蕩器，可以在不平坦的地形上移動。

但這還不是全部，研究人員還克服了可達(dá)性和耐用性方面的另一個挑戰(zhàn)：使用TPU在傳統(tǒng)的FFF桌面打印機(jī)上在58小時內(nèi)打印出了該機(jī)器人。一旦打印出來，機(jī)器人就不需要組裝或返工，可以直接使用。然后研究人員將其連接到二氧化碳源。這最終賦予了最終產(chǎn)品“腿”——利用氣源產(chǎn)生壓力并使機(jī)器人能夠移動。他還能夠在戶外行走并穿越沙地、草地甚至水面等地面。

這項(xiàng)研究雖然只是實(shí)驗(yàn)性的，但對于軟件機(jī)器人的未來發(fā)展來說是一大進(jìn)步。它們更易于制造、適應(yīng)性更強(qiáng)、更環(huán)保、可立即使用，甚至無需先進(jìn)的技術(shù)知識，也不需要大量預(yù)算。我們期待關(guān)注研究人員的進(jìn)一步發(fā)展！

編譯整理：3dnatives