麻省理工3D打印完整機(jī)器人來(lái)襲！打印完畢可自行行走

有什么比3D打印機(jī)器人部件更酷炫？當(dāng)然是打印整只機(jī)器人咯！

3D打印的一大優(yōu)勢(shì)在于功能集成，之前，我們往往將功能集成局限地理解為通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的功能集成。而如今，麻省理工又一次以事實(shí)告訴我們：想象無(wú)極限！固體與液體也可混“打”。

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員（CSAIL）成功打印出第一個(gè)3D打印功能型機(jī)器人，機(jī)器人由固體材料組成，通過(guò)液體壓力驅(qū)動(dòng)。這些液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人在打印完成后即可以從商業(yè)上可用的三維打印機(jī)和“走出去”的機(jī)器，幾乎沒有組裝要求。

麻省理工將這種方法稱為“打印流體力學(xué)”，增材制造技術(shù)一直是非常困難和耗時(shí)的，將液壓元件（使用流體有效地控制機(jī)械力）打印到機(jī)器人上更是難上加難。其次，雖然許多先進(jìn)的3D打印機(jī)配備多個(gè)擠出頭，可以用于3D打印各種材料，如剛性和柔性材料，而同時(shí)打印液體和固體就更難了。

麻省理工的“打印流體力學(xué)”通過(guò)使用inkjet噴墨3D打印機(jī)的技術(shù)來(lái)完成，打印液滴的直徑為20-30微米，逐層進(jìn)入3D對(duì)象，每一層由聚合物材料組成，在紫外光下固化。當(dāng)然這種固化是有選擇性的，打印機(jī)同時(shí)打印固體和液體材料，打印的固體材料成為液壓系統(tǒng)的支撐部分，沒有固化的液體材料則成為液壓系統(tǒng)中傳輸動(dòng)力的介質(zhì)。

在選擇噴墨打印技術(shù)之前，麻省理工嘗試了多種不同的打印技術(shù)，最后發(fā)現(xiàn)噴墨打印技術(shù)可以有八種不同的打印頭用來(lái)沉積不同的材料，這些打印頭彼此相鄰，聯(lián)動(dòng)完成打印過(guò)程。這使得固體和液體的材料結(jié)構(gòu)變得可編程化，能夠?qū)崿F(xiàn)打印復(fù)雜的，預(yù)設(shè)流體通道的功能結(jié)構(gòu)件。

麻省理工創(chuàng)造的機(jī)器人是令人印象深刻的，只需要插入電池或者電機(jī)，這些小家伙們可以“走”著從打印機(jī)中出來(lái)。麻省理工示范了兩個(gè)機(jī)器人的打印，一個(gè)是帶有六條腿的3D打印機(jī)器人，通過(guò)內(nèi)部12個(gè)液壓泵的驅(qū)動(dòng)；另一個(gè)是3D打印軟機(jī)械手夾持器，可用于Baxter機(jī)器人的研究。

小的六足機(jī)器人（重達(dá)1.5磅，厚度不到6英寸長(zhǎng)），只需要一個(gè)單一的直流電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，除了電池，每一個(gè)組件都是三維打印的，而且一次完成，整個(gè)打印只需要22個(gè)小時(shí)就完成了。

組件中關(guān)鍵的部分包括幾個(gè)功能型的波紋管，用于推進(jìn)流體壓力；還有3D打印的齒輪泵，用來(lái)產(chǎn)生連續(xù)的流體流動(dòng)，并轉(zhuǎn)化為機(jī)械力；此外，還有一個(gè)旋轉(zhuǎn)曲軸，用于驅(qū)動(dòng)液壓傳動(dòng)。

至于軟機(jī)械手夾持器，3D打印的硅橡膠材料與流體驅(qū)動(dòng)的手指，向著未來(lái)人機(jī)交互（HCI）邁出關(guān)鍵的一步，3D打印功能型的液壓系統(tǒng)將加快軟機(jī)器人的開發(fā)與發(fā)展。

麻省理工的CSAIL團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這些3D打印機(jī)器人具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值，包括能夠加速成本有效的3D打印液壓系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程。而這些機(jī)器人今后可以用于投入救災(zāi)或其他危險(xiǎn)的環(huán)境中。




來(lái)源：3D科學(xué)谷