作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2023/11/16 13:08:04
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3D打印机械手有了骨骼、韧带和肌腱

 

软机械手示意图

图片来源:苏黎世联邦理工学院

瑞士苏黎世联邦理工学院和一家美国初创公司的研究人员使用最新激光扫描技术,首次成功打印出一只机械手,其中包含由不同聚合物制成的骨骼、韧带和肌腱。这项新技术使一次性3D打印具有弹性的特种塑料成为可能,为柔性机器人结构的生产开辟了全新路径。该研究发表在最新一期《自然》杂志上。

3D打印技术以前仅限于快速固化塑料,但现在也适用于慢速固化塑料。研究人员此次使用各种优质材料一次性3D打印出复杂、更耐用的机械手,其使用的新技术让柔软弹性的特点与刚性材料很容易地结合在一起。研究人员可根据需要用它来创建精致的结构和带有空腔的零件。

这是科学家利用缓慢固化的硫醇烯聚合物,首次成功一次性打印出一只机械人手。硫醇烯聚合物具有非常好的弹性,弯曲后恢复到原始状态的速度比聚丙烯酸酯快得多。此外,硫醇烯的硬度也可很好地进行微调,以满足柔性机器人的要求。由软材料制成的机器人比传统的金属机器人更具优势。这是由于它们柔软的身体,在与人类一起工作时伤害人类和自身受损的风险均较小,也更适合处理易碎物品。

为适应慢固化聚合物的使用,团队添加了3D激光扫描仪,可即时检查每个打印层是否有表面不规则之处。这一反馈机制可在打印下一层时通过实时精确的计算,对材料进行调整,从而精确补偿材料的不足。

科技来源于想象,想象力则是推动人类走向物种最顶端的原动力。软体机器人的自由度其实就是想象力付诸现实的实例。它可以根据人们的需求自由变化,有着极高的灵活性以及与生俱来的高度适应性。毫无疑问,一只拥有骨骼、韧带和肌腱的机械手,在与人类互动方面将更具安全优势,也将在生物工程、救灾救援、医疗领域有着很大的应用前景。

 
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