3D打印的磁性網(wǎng)格“機(jī)器人”可浮動(dòng),、彎曲和按需抓取

文：環(huán)球網(wǎng)&cnBeta

近日,，北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員發(fā)明了3D打印的柔性網(wǎng)狀機(jī)器人,，因其柔軟的外形,，又叫做軟機(jī)器人,。這種軟機(jī)器人的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)施加磁場(chǎng)來(lái)控制，從而漂浮在水面上,。它們可以在水面上抓取小物體,，所以有潛力模仿生活在水面上的生物。這些柔軟的結(jié)構(gòu)是3D打印的,，并嵌入了磁性顆粒，可以拉伸和壓縮以抓取和移動(dòng)小物體,。

為了創(chuàng)造這種結(jié)構(gòu),，研究人員先制造了一種“墨水”，它是由液態(tài)硅酮結(jié)合而成的,，它產(chǎn)生的“均質(zhì)復(fù)合觸變性膏體”類(lèi)似于普通牙膏,，這種牙膏很容易被擠出管子，但在牙刷上保持形狀不會(huì)滴落,。據(jù)南極熊了解,，為了制造這些“機(jī)器人”網(wǎng)格，該團(tuán)隊(duì)首先混合了由硅微珠,、液體硅,，水和重要的羰基鐵顆粒制成的“墨水”。隨后這些東西可以被3D打印成各種網(wǎng)狀,，然后在烤箱中固化,，形成柔軟、柔韌的結(jié)構(gòu),。這些“機(jī)器人”可以像昆蟲(chóng)一樣漂浮在水面上,。

研究人員使用一臺(tái)3D打印機(jī)，將膏體塑造成網(wǎng)狀的圖案,。然后把這些圖案在烤箱中固化,，形成靈活的硅酮結(jié)構(gòu)，最后通過(guò)磁場(chǎng)的應(yīng)用來(lái)控制拉伸和變形,。

為了控制結(jié)構(gòu),，團(tuán)隊(duì)可以改變磁場(chǎng)，上下調(diào)整強(qiáng)度或令其打開(kāi)和關(guān)閉,。例如,，打開(kāi)該磁場(chǎng)可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格朝向一端碾壓，然后在再次關(guān)閉該區(qū)域時(shí)彈回到其原來(lái)的尺寸,。通過(guò)改變網(wǎng)格的大小和形狀,，團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)楦鞣N目的創(chuàng)建一些不同的“機(jī)器人”設(shè)計(jì)。在一個(gè)例子中，研究人員制造了一種彈簧形式的抓取器,，其一端帶有“抓手”,。當(dāng)磁場(chǎng)接通時(shí)，彈簧部分聚集起來(lái),，用它拖動(dòng)“抓手”,。通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉，研究人員能夠?qū)ⅰ白ナ帧鄙斐�,，抓住一個(gè)小鋁球并將其拖入,。

在另一個(gè)例子中，研究人員制作了一張大而平的薄片,，中間有更多“線(xiàn)”,。當(dāng)磁場(chǎng)打開(kāi)時(shí)，網(wǎng)狀物朝向中心收縮,，使其在其表面上保持一滴水,。但是關(guān)掉磁場(chǎng)，網(wǎng)狀物伸展到它的全尺寸,，讓液滴落入下面的水中,。該設(shè)計(jì)可以允許液體運(yùn)輸，并可根據(jù)需要混合使用,。

“這項(xiàng)研究顯示了3D打印和柔性機(jī)器人相結(jié)合的新興領(lǐng)域的能力,，”該研究的通訊作者Orlin Velev表示�,！熬湍壳岸���,，這是柔性機(jī)器人執(zhí)行器的早期概念驗(yàn)證�,！�

他們?cè)谝环葜黝}為先進(jìn)材料技術(shù)的特刊上,，展示了他們?nèi)绾文軌蛟O(shè)計(jì)出這種軟性結(jié)構(gòu)的，并演示了它們?cè)谒�上漂浮時(shí)的使用展示,，以及如何地收縮和抓取物體,。不得不說(shuō)，這項(xiàng)研究顯示了3D打印技術(shù)和智能機(jī)器人相科技相結(jié)合,，來(lái)開(kāi)創(chuàng)新興領(lǐng)域的能力,。

該研究發(fā)表在《先進(jìn)材料技術(shù)》雜志上。

來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)&cnBeta