哈佛大學開發(fā)出可以感知運動、壓力和溫度3D打印柔性機器人

近日，哈佛大學的研究人員開發(fā)出了一個平臺，用于創(chuàng)建帶嵌入式傳感器的3D打印柔性機器人，這些傳感器可以檢測運動、壓力、觸摸和溫度。研究人員稱其為軟機器人領域的“基礎性進展”。

兩所世界領先的研究機構并不常常存在于同一所大學。但是，大多數(shù)大學不像哈佛大學那樣，John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）和Wyss生物啟發(fā)工程研究所最近聯(lián)手開發(fā)了用于創(chuàng)建軟機器人的3D打印平臺。此前，哈佛大學的研究人員已經(jīng)能夠構建可以執(zhí)行各種功能的軟式機器人：游泳、拿著物體，甚至協(xié)助人類心跳。然而，沒有一個能夠充分地理解和響應外部刺激。

哈佛研發(fā)的新型3D打印平臺改變了這一切，使科學家們能夠創(chuàng)造可感知運動、壓力、觸覺和溫度的柔性機器人。這對軟機器人領域來說是一個巨大的飛躍，也是增材制造技術的一個非常令人興奮的應用。“我們的研究代表了軟機器人技術的基礎性進展，”研究論文的第一作者Ryan Truby評論道。“我們的制造平臺能夠將復雜的傳感圖案輕松集成到柔性機器人系統(tǒng)中。”

該過程的秘訣是傳感器自身的3D打印，這是由有機離子液體導電油墨制成的。這種油墨可以在機器人的柔軟的彈性體基體中3D打印，并且使傳感器變軟，之前它們是剛性的。

“迄今為止，用于軟機器人的大多數(shù)集成傳感器/執(zhí)行器系統(tǒng)已經(jīng)非常簡單，”SEAS的前博士后研究員兼論文合著者Michael Wehner說。“通過在這些軟系統(tǒng)中直接打印離子液體傳感器，我們?yōu)樵O備設計和制造開辟了新的途徑，最終將允許對軟機器人進行真正的閉環(huán)控制。”

該過程涉及使用嵌入式3D打印技術，這是由Wyss研究所的Jennifer A. Lewis開創(chuàng)的技術。“這種方法的功能和設計靈活性是無與倫比的，”Truby說。“這種新型油墨與我們的嵌入式3D打印工藝相結合，使我們能夠在一個集成式柔性機器人系統(tǒng)中結合軟感應和驅動。”

哈佛大學的研究人員測試了他們的3D打印平臺，他們通過制造一個柔軟的機器人抓手來測試充氣壓力、曲率、觸摸和溫度，他們說他們的新工藝可以“改變機器人的創(chuàng)造方式”。他們現(xiàn)在計劃嘗試機器學習來改進軟機器人設備。

據(jù)悉，標題為“通過嵌入式3D打印創(chuàng)建柔軟體感執(zhí)行器”的研究論文已發(fā)表在Advanced Materials雜志上。

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