麻省理工學院3D打印變形機器人,，可通過磁體波來控制運動

麻省理工學院的研究人員設計并3D打印了一系列柔軟的機械小動物，它們的運動可以通過一個磁體波來控制,，就像沒有琴弦的木偶一樣,。周三在“自然”雜志上發(fā)表的一項研究表明，磁控結構是由一個光滑的環(huán)組成,，這個環(huán)可以起皺,，一個長管擠壓閉合，一張可以折疊的薄片和一個可以爬行的蜘蛛狀“抓取器”快速滾動,，跳躍,，并快速捕捉傳球。它甚至可以直接包裹在一個小藥丸周圍,，并將其攜帶穿過一張桌子。

研究人員從一種新型3D打印墨水制造出每種結構,，并在其中注入了微小的磁性顆粒,。然后，他們在3D打印機的噴嘴周圍安裝了一個電磁鐵,，當墨水通過噴嘴進入時,，導致磁性粒子擺動成單一方向。通過控制結構中各個部分的磁性取向,，研究人員能夠生產(chǎn)結構和設備,，幾乎可以瞬間轉變成復雜的地層，甚至可以移動,，因為各個部分都會對外部磁場做出響應,。

麻省理工學院機械工程系和土木與環(huán)境工程系Noyce職業(yè)發(fā)展教授Xuanhe Zhao說該小組的技術可用于制造磁控生物醫(yī)學設備。例如,，我們可以在血管周圍放置一個結構來控制血液的抽吸,，或者使用磁鐵來引導裝置通過胃腸道拍攝圖像，提取組織樣本,，清除堵塞或者將某些藥物輸送到具體位置,。你可以設計，模擬和打印,，以實現(xiàn)各種功能,。

這種類型的技術被稱為軟啟動裝置，水凝膠裝置在溫度或pH變化時膨脹;形狀記憶聚合物和液晶彈性體在充足的刺激如熱或光下變形,。麻省理工學院表示,，這些類型的軟啟動裝置往往響應緩慢，并在數(shù)分鐘至數(shù)小時內改變形狀,。Kim說：“沒有理想的候選人可以在像人體這樣的封閉空間里執(zhí)行軟機器人,，你可以在這里完成某些任務,。這就是為什么我們認為這種磁致動的理念是非常有希望的，因為它快速,，有力,，身體健康，并且可以遠程控制,�,！�

該團隊并沒有制造出具有相同，均勻取向的磁性顆粒的結構,，而是采用不同方向的磁性顆粒排列了各個部分,。當暴露于外部磁場時，每個部分應以不同的方式移動,，這取決于其粒子響應于磁場而移動的方向,。憑借全新的3D打印方法，研究人員可以在打印過程中通過改變環(huán)繞打印機噴嘴的電磁鐵的方向打印結構的各個部分并調整特定部分中的磁性顆粒的方向,。

該團隊還開發(fā)了一種物理模型,，用于預測印刷結構在磁場下如何變形。麻省理工學院開發(fā)的其他設備包括一組“拉脹”結構,，可快速收縮或沿兩個方向擴展,。他們還印制了一個嵌有電路和紅色和綠色LED燈的環(huán)，以編程的方式控制亮與滅,。人們可以設計自己的結構和領域模式,，使用模型進行驗證，并打印出來以啟動各種功能,，磁場的復雜信息可以進行編程,，人們甚至可以打印出智能機器人�,！�

來源：中國3D打印網(wǎng)