制造商B9Creations3D助力仿生章魚(yú)吸盤(pán)的研發(fā)

2023年5月，南極熊獲悉,，位于美國(guó)南達(dá)科他州的樹(shù)脂3D打印機(jī)制造商B9Creations開(kāi)發(fā)了仿生章魚(yú)觸手的3D打印粘性皮膚。


△B9Creations 標(biāo)志,。

B9Creations
B9Creations 提供一流的 3D 打印硬件,、軟件、附件,、材料和可定制的解決方案,，這些解決方案在可重復(fù)性、可靠性和易用性方面樹(shù)立了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。B9Creations作為數(shù)字制造技術(shù)的全球供應(yīng)商,，已成為生產(chǎn)、速度和價(jià)值的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,。它現(xiàn)在是增材制造市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者,，服務(wù)于醫(yī)療保健、航空航天和國(guó)防,、原型制作和制造,、教育和研究、奢侈品制造等領(lǐng)域的高精度應(yīng)用,。B9Creations 為強(qiáng)生,、孩之寶、Stuller, Inc.,、Medtronic,、Procter & Gamble 等客戶提供服務(wù)，其認(rèn)證經(jīng)銷商遍布全球近 70 個(gè)國(guó)家

B9Creations 稱這種開(kāi)創(chuàng)性的3D打印仿生結(jié)構(gòu)表示增材制造技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜的人類挑戰(zhàn)，并在多個(gè)領(lǐng)域具有巨大潛力,，此次打印的章魚(yú)觸手具有粘附可調(diào)性,，同時(shí)能夠?qū)�傳感和控制結(jié)合在一起。3D打印的粘性皮膚具有章魚(yú)和其他頭足類動(dòng)物的觸覺(jué)和控制特性,，具有強(qiáng)大且可逆的水下附著力,。這項(xiàng)新開(kāi)發(fā)有可能服務(wù)于許多先進(jìn)的應(yīng)用，包括水下粘合劑,、醫(yī)療設(shè)備,、水下施工、海洋勘探,、潛水和游泳設(shè)備,，以及國(guó)防領(lǐng)域。



以章魚(yú)為靈感的 3D 打印皮膚

雖然已經(jīng)有許多涉及到了3D打印仿生領(lǐng)域,，但目前基于粘合劑的機(jī)械手普遍缺乏傳感和控制能力,，研究人員往往利用笨重的光學(xué)和基于聲音的接近傳感器，由于這些傳感器的尺寸較大,，將這些傳感器集成到合成粘合劑中具有一定的挑戰(zhàn),，同時(shí)操縱和抓取能力也受到限制。   

為了解決上述存在的問(wèn)題,，B9Creations將可切換的粘合劑組件與集成的感官系統(tǒng)結(jié)合在一起,，還引入了用于自動(dòng)粘附激活和釋放的處理和控制機(jī)制。這種緊密集成的系統(tǒng)可以智能控制多個(gè)粘合元件,，從而可以在干燥和潮濕的環(huán)境中進(jìn)行靈巧的操作,。


△章魚(yú)觸手激發(fā)了這種新的粘性皮膚技術(shù)。照片來(lái)自 B9Creations,。

研究團(tuán)隊(duì)從章魚(yú)吸盤(pán)中得到靈感,，開(kāi)發(fā)出了一種新型仿生神經(jīng)系統(tǒng)，能夠在幾毫秒內(nèi)檢測(cè)到物體并自動(dòng)開(kāi)啟粘附反應(yīng),。在將這種3D打印的粘性皮膚應(yīng)用于可穿戴的手抓手后,，科學(xué)家們創(chuàng)造了一種能夠在水下環(huán)境中操縱物體的新方法。該粘合元件使用 B9Creations 3D 打印機(jī)生產(chǎn)的模具制成,，還添加了用于物體檢測(cè)的微型激光雷達(dá)光學(xué)傳感器,，與可快速切換的粘合劑結(jié)合以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)物體操縱。



●據(jù)稱,，這些手套將為游泳者和潛水員提供更好的抓地力,，還可以開(kāi)發(fā)其他仿生可穿戴設(shè)備，例如潛水服和泳帽,，以減少阻力,，使用戶能夠更有效地在水中移動(dòng)。

●在醫(yī)療領(lǐng)域的其他地方，B9Creations 表示,，這種受章魚(yú)啟發(fā)的皮膚的特性可用于生產(chǎn)可粘附在器官和組織上的醫(yī)用粘合劑,。

●水下建設(shè)，如管道和海上風(fēng)力渦輪機(jī)安裝項(xiàng)目,，也被指出是一種潛在用途,。 水下機(jī)器人的抓地力也可以通過(guò)這項(xiàng)新技術(shù)得到加強(qiáng)，在收集樣本和探索深海棲息地時(shí)實(shí)現(xiàn)更大的機(jī)動(dòng)性和靈巧性,。

●在國(guó)防工業(yè)中,，新型水下粘合劑可用于生產(chǎn)可以牢固地粘附在船舶和潛艇側(cè)面的機(jī)器人或設(shè)備。此外,，該技術(shù)還可用于為敏感設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)建防篡改設(shè)備,。      

△B9Creation 核心系列研究實(shí)驗(yàn)室工作流程。照片來(lái)自 B9Creations,。

增材制造中的仿生學(xué)
3D打印已經(jīng)在仿生學(xué)領(lǐng)域大放異彩：

●2022年,，一組國(guó)際研究人員從螳螂蝦中發(fā)現(xiàn)了一種保護(hù)，生產(chǎn)出了抗損傷的陶瓷復(fù)合材料,。數(shù)字光處理 (DLP) 3D 打印用于生產(chǎn)復(fù)雜的陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu),，與純陶瓷相比，強(qiáng)度提高了 213%,。此外,，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些仿生結(jié)構(gòu)將硬度提高了 116 倍,，并實(shí)現(xiàn)了使用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法生產(chǎn)的復(fù)雜幾何形狀。

●早在 2021 年,，弗萊堡大學(xué)和斯圖加特大學(xué)的研究人員就開(kāi)發(fā)了一種4D 打印可穿戴醫(yī)療設(shè)備的方法,，可以自動(dòng)適應(yīng)患者的解剖結(jié)構(gòu)。研究人員在開(kāi)發(fā)這一工藝時(shí),，從空氣馬鈴薯植物（Dioscorea bulbifera）的繁殖機(jī)制中汲取了靈感,。通過(guò)這種方法，科學(xué)家們成功地 4D 打印出一種自緊矯形手腕夾板,。