研究人員受折紙結(jié)構(gòu)的啟發(fā)推出3D打印軟機(jī)器人

來自中國的研究人員受到折紙結(jié)構(gòu)和材料的啟發(fā)，使他們走向更復(fù)雜的機(jī)器人技術(shù)，如最近出版的“折紙彈簧啟發(fā)的超材料和機(jī)器人：完全可編程機(jī)器人的嘗試”所述。從創(chuàng)新的手術(shù)器械到工程，天線甚至折疊機(jī)器人的可擴(kuò)展應(yīng)用，這并不是我們第一次看到折紙啟發(fā)的作品。在這項研究中，研究人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了折疊精美紙的技巧，他們試圖將材料編程到機(jī)器人系統(tǒng)中。這意味著不僅要檢查3D可打印性，還要檢查可折疊性和所需的機(jī)械性能。

研究人員解釋說：“除力學(xué)方法外，折紙藝術(shù)由于其可折疊性，可展開性，靈活性，無標(biāo)度的幾何形狀以及可編程的重新配置，現(xiàn)在也被接受為機(jī)械超材料設(shè)計的直觀而富饒的靈感。”先前的研究已經(jīng)產(chǎn)生了微型機(jī)器人，軟機(jī)器人，用于醫(yī)療任務(wù)的可攝取機(jī)器人，兼容模塊，醫(yī)療設(shè)備，抓手等。

該團(tuán)隊從可折疊的折紙彈簧開始，然后發(fā)展到超材料角色-探索從折疊的幾何形狀獲得的屬性。最終，由于3D打印材料根據(jù)需要折疊，他們的原型能夠爬行行為。

可折疊彈簧的靈感來自一個折疊并扭曲成均勻直角三角形的紙矩形。

研究人員解釋說：“從俯視圖看，當(dāng)紙彈簧展開時，彈簧的寬度呈螺旋形收縮，風(fēng)扇之間的重疊區(qū)域增大，直到完全重疊為止?！?/p>

使用他們自己的定制3D打印機(jī)，PLA和0.3mm FDM噴嘴，他們能夠“數(shù)字化折紙風(fēng)格的彈簧超材料?！彼麄兡軌騽?chuàng)造出一種柔軟的抓手，事實(shí)證明該抓手是“完全3D可打印的”，并且有助于拾取形狀更不規(guī)則的物體。

總體而言，該團(tuán)隊能夠采用3D打印作為具有所需機(jī)械性能的可編程控制方法，從而克服了有關(guān)可打印性，可折疊性以及更好的耐損傷性的任何障礙。成功制造了兩種類型的軟機(jī)器人，包括它們的“爬行機(jī)器人”。

隨著3D打印，4D打印和超材料的使用通過全球研究而繼續(xù)擴(kuò)大，通過諸如數(shù)字制造等更先進(jìn)的技術(shù)，軟機(jī)器人技術(shù)也變得越來越有可能，從而帶來了包括仿生軟機(jī)器人，集成致動器和機(jī)器人在內(nèi)的各種創(chuàng)新。甚至游泳柔軟的機(jī)器人。
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