3D打印｜哈佛科學(xué)家3D打印出世界首個(gè)軟體章魚機(jī)器人近日，在哈佛大學(xué)，由一群來(lái)自3D打印、機(jī)械工程、微流體控制等領(lǐng)域的科學(xué)家們組成的研究團(tuán)隊(duì)向外界展示了世界上**臺(tái)自主、無(wú)約束的完全軟機(jī)器人。這個(gè)小小的3D打印機(jī)器人——綽號(hào)為Octobot——有可能為新一代的全軟、自主機(jī)器人鋪平道路。
在從下面的視頻可以看到Octobot的活動(dòng)情況。據(jù)科學(xué)家們稱，這個(gè)軟機(jī)器人是完全自主的，它是研究人員結(jié)合了嵌入式3D打印技術(shù)、注塑成型和軟光刻技術(shù)制造出來(lái)的。 據(jù)了解，軟機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的前沿地帶，它有望徹底改變?nèi)祟惻c機(jī)器的互動(dòng)。不過(guò)這一次研究人員要做的是一個(gè)里里外外全軟的機(jī)器人。而之前，機(jī)器人的電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)——如電池和電路板——一直沒有辦法用軟性材料來(lái)完成。要知道迄今為止，現(xiàn)在的軟機(jī)器人要么被綁在其它系統(tǒng)上，要么不得不靠硬部件來(lái)支撐。
“創(chuàng)造一個(gè)全軟的機(jī)器人一直是軟機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)長(zhǎng)期愿景，但是在此之前，人們一直不得不努力嘗試用類似軟系統(tǒng)取代剛性部件，如電池和電子控制等，然后放到一起。”Wood說(shuō)：“這項(xiàng)研究顯示我們可以很容易地制造出一個(gè)簡(jiǎn)單的全軟機(jī)器人的關(guān)鍵部件，從而為更復(fù)雜的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。”
從圖片上看，軟機(jī)器人Octobot很像一只章魚，事實(shí)上，章魚也確實(shí)是在軟機(jī)器人科學(xué)家們一直的靈感源泉。這種有趣的生物盡管沒有骨架，但是可以展示出令人難以置信的力量和敏捷性。 據(jù)了解，Octobot是氣動(dòng)式的，即它的運(yùn)動(dòng)要依靠氣體的壓力，而非電力。該機(jī)器人體內(nèi)的一個(gè)反應(yīng)裝置會(huì)將極少量的液體燃料（過(guò)氧化氫）轉(zhuǎn)化為大量的氣體，這些氣體會(huì)注入Octobot的武器，使它們像氣球一樣膨脹。 全軟機(jī)器人Octobot不靠電力做動(dòng)力來(lái)源，它實(shí)際上依靠包含化學(xué)反應(yīng)的微流控通道自動(dòng)完成它的動(dòng)作。 “以前軟體機(jī)器人的動(dòng)力來(lái)源總是依賴某種類型的剛性構(gòu)件。”該研究的共同**作者M(jìn)ichael Wehner說(shuō)：“關(guān)于過(guò)氧化氫最美妙的是，通過(guò)這種化學(xué)物質(zhì)與催化劑（鉑）的簡(jiǎn)單反應(yīng)，使我們能夠取代剛性動(dòng)力來(lái)源。” 而為了控制反應(yīng)過(guò)程，這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)使用了一種微流控邏輯電路。這個(gè)電路實(shí)際上是一個(gè)簡(jiǎn)單的電子振蕩器的軟性類似物，它可以控制過(guò)氧化氫向Octobot分解氣體的過(guò)程。 “整個(gè)系統(tǒng)制造起來(lái)很簡(jiǎn)單，它結(jié)合了三種制造方法——軟光刻、注塑成型和3D打印。使用這些技術(shù)，我們可以快速制造這些設(shè)備。”該項(xiàng)目的另一名研究人員Ryan Truby說(shuō)。
“這項(xiàng)研究只是一個(gè)概念驗(yàn)證。”Truby說(shuō)。“我們希望自己的這些用于創(chuàng)建軟機(jī)器人的方法能夠?qū)δ切C(jī)器人學(xué)家、材料科學(xué)家和專注于先進(jìn)制造的研究人員有所啟發(fā)。”
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