來(lái)自中國(guó)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(xiàng)研究中,研究人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了折疊精美紙的技巧,他們?cè)噲D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(shuō):“除力學(xué)方法外,折紙藝術(shù)由于其可折疊性,可展開(kāi)性,靈活性,無(wú)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(jì)的直觀而富饒的靈感?!毕惹暗难芯恳呀?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(duì)從可折疊的折紙彈簧開(kāi)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(lái)自一個(gè)折疊并扭曲成均勻直角三角形的紙矩形。
研究人員解釋說(shuō):“從俯視圖看,當(dāng)紙彈簧展開(kāi)時(shí),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。”
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(duì)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(guò)全球研究而繼續(xù)擴(kuò)大,通過(guò)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(lái)越有可能,從而帶來(lái)了包括仿生軟機(jī)器人,集成致動(dòng)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。
責(zé)任編輯:tzh
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