互联网资讯 / 人工智能 · 2024年1月2日

水溶性机器人及其3D打印技术

一种新型水溶性机器人最近被报道,并且成为了相关学术期刊的封面。

水溶性机器人及其3D打印技术

这种机器人配备了压力感应器,并且可以通过游戏手柄进行操作,展现出其作为软体机器人的潜力。

水溶性机器人及其3D打印技术

它可以实现360°旋转,并且能够自主推开重物。

水溶性机器人及其3D打印技术

然而,放入水中后,这种机器人大约在两天内会完全溶解。

水溶性机器人及其3D打印技术

其主要成分为糖、柠檬酸和甘油等可食用材料,融化后可能还会带有些许甜味。这种材料支持最多5次的重复打印,并保持70%以上的初始性能。

在当今科技垃圾日益增多的社会中,这种创新材料无疑是一种环保的解决方案。

可溶性机器人的制作需要以下原料:

  • 糖浆,7克
  • 柠檬酸,1克
  • 甘油,9克
  • 去离子水,4克
  • 明胶粉,6.66克

首先将糖浆加热至60°,然后将柠檬酸和甘油溶解在去离子水中,接着加入糖浆搅拌,最后放入明胶粉,浸泡至少24小时。

接下来,在85℃的烤箱中加热1小时15分钟,并在真空环境下使用行星搅拌机混合3.5分钟,得到均匀的生物凝胶“墨水”。

这种墨水具有300%的可拉伸性,能够进行多方向的运动,最大弯曲角度为74°,可拉伸至原长度的6倍。

柠檬酸的加入有助于调节pH值,防止细菌生长,使材料在污水中也能在数天内完全被酶解。

首先打印出一个柱状物:

水溶性机器人及其3D打印技术

机器人的一项重要特征是其“感知变化并作出反应”的能力,因此接下来将打印一个可拉伸的波导传感器。

水溶性机器人及其3D打印技术

打印出的长条形状类似未包层的“数据传输线”,当它附着在柱状物的表面后,可以精确感知其变形状态。

水溶性机器人及其3D打印技术

通过这种高精度传感器网络,可以实时监测执行器的弯曲状态,并获取与周围物体接触的事件信息。

因此,当研究者们加入一些简单的搜索与擦拭程序后,这种软体机器人能够自主识别周围的障碍物,并通过推动将其移除。

这就像最初展示的推开大铁球的过程。

这种材料的高度可重复性、自由弯曲能力和灵敏度,将促进软体机器人在手术工具、康复设备、抓手、行走及游泳机器等领域的应用。

作者介绍:

论文的第一作者A. HEIDEN来自奥地利的约翰·开普勒林茨大学,现为软体物质物理部门的一员。

水溶性机器人及其3D打印技术

论文链接:Science