3D打印机助您创造新型机器人
2012年9月4日
通过使用3D打印技术是否会使我们向类人机器人更近一步？

在机器人学领域有一种新的进步正在成型。这种新兴科学——软机器人学，旨在消除仍然存在于人离开和机器人之间的物理差异。


“人类”的挑战

直到目前，机器人仍然外观坚硬，材质比人体软组织强硬无数倍。因而机器人在通常的形态上与人类没有丝毫相似之处。Peter Walters 和 David McGoran是比利斯托西英格兰大学的两名研究员，他们正努力改变这一局面。


Peter Walters 和 DavidMcGoran
他们在大学微型印刷研究中心3D打印实验室工作，创造出与章鱼或水母触角活动和功能最为相似的“人工肌肉。”人工肌肉材质为形态记忆合金材料（生物金属），这种材料经电流加热后会收缩。生物金属线内置于3D打印的触角手臂，受刺激后，这种手臂会在多个方向活动。

为什么选择3D打印？
3D打印能够提供复杂的形态，生物金属线可穿过多个洞口，增加传统硅胶制模的模仿难度。通过直接3D打印触角，研究员们能够完全跳过制模阶段，加快设计过程，无需为更换制模工具而花费巨额金钱而轻易改变触角结构。

通过使用生物金属和Objet3D打印灵活材料创造出功能性触角
这些照片中的触角由objet打印机制成——世界上唯一能通过3D技术在同一个结构中打印刚性和类似橡胶材料的唯一技术。通过Objet打印的部件是蓝色的部分。这些事实上是由Objet TangoPlus™透明类似橡胶的材料，这种材料在3D打印和清洁后染制过。


下一步：3D打印机器人？
科幻小说家Isaac Asimov在1941年首先使用了“机器人学”这一术语。他是备受读者喜爱的作家之一，我在小时候就被他的机器人和创立故事系列深深吸引。这些小说中的中心人物是一个叫“Daneel Olivaw”的类人机器人，它努力拯救人类，并通过太空创造了一个星系王国。Daneel 在每个细节上都很像人类，但在其人工皮肤之下的是“线和钢。”

使用3D打印和生物金属取得了进展，可能距离使用多材料3D打印创造出真实的工作智能机器人将不再遥远。使用这样的系统可以使设计师将刚性3D打印骨骼和关节无缝连接到灵活的3D打印制成的软组织上-通过生物金属伸进和肌腱提供动力，精确地嵌在复杂分支旁道内部。

接下来呢？可能类人机器人将升至太空，使得火星变得如地球一般适合人类居住？

使用刚性和类似橡胶的材料进行多材料3D打印人类关节。弗吉尼亚技术学校的学生制造出未黏胶的单个无缝结构

欲知更多有关3D打印的触角工作，请阅读Peter Walters’和 David McGoran的学术论文，发表于IS&T数字制造2011.