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3D打印软体机器人使用形状记忆聚合物向前和后退

本文摘要:去年11月,苏黎世联邦理工学院(ETHZurich)的研究人员公开发表了一项研究,说明了形状记忆聚合物如何沦为生产适应性材料的催化剂,这种材料一旦冷却就不会完全恢复到原本的形状。该研究小组在试验中用于了3D打印机、可编程设计和热粘弹性超强材料,KristinaShea教授和她的博士生(Tim)Chen为实验研发了3D打印机形状记忆聚合物条带。现在,Shea教授和她的团队早已与加州理工学院的研究人员合作,在3D打印机和软机器人的概念研究的新证据中用于这些条带。

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去年11月,苏黎世联邦理工学院(ETHZurich)的研究人员公开发表了一项研究,说明了形状记忆聚合物如何沦为生产适应性材料的催化剂,这种材料一旦冷却就不会完全恢复到原本的形状。该研究小组在试验中用于了3D打印机、可编程设计和热粘弹性超强材料,KristinaShea教授和她的博士生(Tim)Chen为实验研发了3D打印机形状记忆聚合物条带。现在,Shea教授和她的团队早已与加州理工学院的研究人员合作,在3D打印机和软机器人的概念研究的新证据中用于这些条带。

研究小组创立了一种3D打印机的迷你潜艇,不必须推进剂,电源或引擎。Shea教授说明说道:“我们工作的主要内容是,我们早已研发出有了一种全新的有前途的前进装置,它几乎可以3D打印机,可以调节并且需要外部电源。”该团队为游泳机器人研发了一种新的前进概念,他们利用水中的温度波动来桨。

用于多材料3D打印机制作7.5厘米的微型潜水艇,该潜水艇配有了双桨驱动的双稳态前进元件。这个元素是由Shea教授和Chen的两个形状记忆聚合物启动时的,它们在温水中收缩,像肌肉一样为机器人获取动力。

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最近在PNAS杂志(美国国家科学院院刊)上公开发表了一篇关于3D打印机潜艇的论文,为题“利用坚硬,无束缚机器人定向前进”。作者还包括来自加州理工学院的Chen,OsamaR.Bilal,Shea教授和加州理工学院的ChiaraDaraio。

硬机器人的主要挑战之一是将致动,掌控,前进和传感构建在一个机制中,如果迷你潜水艇的水被冷却,收缩的肌肉不会造成双稳态元件卡住,从而启动时桨冲程。尽管未来研究人员坚信他们可以3D打印机具备多个执行器的简单游泳机器人,但微型潜水艇的每个继续执行元件都可以在展开适当的手动新的编程之前已完成一次桨冲程。该团队目前的3D打印机机器人可以重复使用向前桨,获释一枚硬币,然后以忽略方向冲程返回接续点,它通过感应器水中的温度变化来已完成所有这些。

通过转变形状记忆聚合物肌肉的几何形状,科学家们可以定义启动时顺序,厚聚合物带上将更慢号召,因为它们在温水中冷却速度更加慢。未来,这款3D打印机游泳软体机器人可能会更进一步发展沦为探寻海洋的较低功率船只;此外,科学家还可以用于对环境因素(如水的盐度或酸度)产生反应的形状记忆聚合物。


本文关键词:打印,软体,机器人,使用,形状,记忆,聚合物,

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