圖德?tīng)柗蛱氐目茖W(xué)家們繼續(xù)深入研究3D打印機(jī)技術(shù)，最近以高度可編程和軟執(zhí)行器的形式開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)。這種驅(qū)動(dòng)器由硬材料和軟材料制成，能夠進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，研究人員認(rèn)為這些機(jī)器人能夠處理“微妙”物體并與人類一起工作。

     作者詹巴茲、F.S.L.博伯特、M.J.米爾扎利和A.A.Zadpoor在最近出版的“超可編程的屈曲驅(qū)動(dòng)軟細(xì)胞機(jī)制”中對(duì)他們的項(xiàng)目進(jìn)行了更多的解釋，主要圍繞由超材料制成的一些非常現(xiàn)代的機(jī)器人，這些機(jī)器人不僅具有靈活性，而且還有前所未有的功能。

     論文的第一作者沙赫拉姆·詹巴茲解釋說(shuō)，這種材料中的織物對(duì)于軟性機(jī)器人有很大的潛力，但迄今為止的可調(diào)性有限。

    “我們現(xiàn)在提出了一些超可編程機(jī)械超材料的新設(shè)計(jì)，不僅可以選擇驅(qū)動(dòng)力和振幅，還可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整驅(qū)動(dòng)模式。我們還演示了這些軟執(zhí)行器如何在機(jī)器人中使用的一些示例，例如作為力開(kāi)關(guān)、運(yùn)動(dòng)控制器、拾取和放置末端執(zhí)行器，”詹巴茲說(shuō)。

     研究人員還研究了與缺陷相關(guān)的屈曲頻率如何被用于制造一系列機(jī)械超材料；然而，這些類型的材料在很大程度上依賴于先進(jìn)的可編程性。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了合理設(shè)計(jì)方法，具有高可編程性和軟超材料，來(lái)應(yīng)對(duì)必要的驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)振幅。

研究人員開(kāi)發(fā)了能夠?yàn)闄C(jī)器人提供軟觸摸的軟執(zhí)行器（圖片來(lái)源：代爾夫特理工大學(xué)）

     阿米扎普爾教授解釋說(shuō)：“這種功能已經(jīng)融入了材料中。”“因此，我們必須深入研究屈曲現(xiàn)象。這曾經(jīng)被認(rèn)為是設(shè)計(jì)失敗的縮影，但在過(guò)去幾年中被利用來(lái)開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)功能的機(jī)械超材料。一般來(lái)說(shuō)，軟機(jī)器人，特別是軟執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以從這種設(shè)計(jì)材料中受益匪淺。然而，解開(kāi)屈曲驅(qū)動(dòng)材料的巨大潛力取決于解決目前設(shè)計(jì)的主要局限性，即其可編程性的有限范圍。我們能夠計(jì)算和預(yù)測(cè)更高的屈曲模式，并使材料傾向于這些更高的模式?！?/p>

傳統(tǒng)的機(jī)械臂是通過(guò)使用開(kāi)發(fā)的軟執(zhí)行器進(jìn)行修改，以在拾取和放置任務(wù)期間提供軟接觸。學(xué)分：代爾夫特理工大學(xué)

      研究中的設(shè)計(jì)還包括雙面屈曲，研究人員稱之為新的“最低失穩(wěn)模式”。它們還包括一種“預(yù)處理”軟機(jī)械超材料的方法，以啟動(dòng)更高的失穩(wěn)模式，而不依賴于其他邊界。該團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)建了一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)屈曲模式的細(xì)胞機(jī)制，演示了作為力開(kāi)關(guān)、運(yùn)動(dòng)控制器、拾取和放置末端效應(yīng)器的功能。

     詹巴茲說(shuō)：“因此，我們提出了具有高可編程性的多材料屈曲驅(qū)動(dòng)超材料?！薄拔覀儗⒒陬A(yù)測(cè)計(jì)算模型的合理設(shè)計(jì)方法與先進(jìn)的多材料3D打印制造技術(shù)相結(jié)合，將軟、硬材料在單元中心和角落任意分布3D打印單元材料。以材料性能的幾何分布和空間分布為主要設(shè)計(jì)參數(shù)，開(kāi)發(fā)出具有驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)振幅可調(diào)機(jī)制的軟機(jī)械超材料。

     扎波爾教授說(shuō)：“你真正想要的是與人類手的特征相似的東西，包括柔軟的觸摸、快速而準(zhǔn)確的動(dòng)作和力量?！薄斑@就是我們的軟3D打印可編程材料努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?！?/p>

     Tu Delft的創(chuàng)新者一直是3D設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的先驅(qū)，他們創(chuàng)造了4D家具等可以根據(jù)需要變形的產(chǎn)品、適應(yīng)力的正交填充物，以及其他基于意圖的3D打印等新工藝。