美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出可適合任何環(huán)境的1D打印機(jī)器人 可在部分地區(qū)取代3D打印

dy1993   2017-08-09 11:56:06

近日,由麻省理工學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)、康奈爾大學(xué)和ITU Copenhagen組成的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款機(jī)器人。該團(tuán)隊(duì)將鋁線彎曲成特定的形狀,以創(chuàng)建新的機(jī)器人,然后由基本的電機(jī)實(shí)現(xiàn)特定任務(wù)。

這種創(chuàng)建機(jī)器人的新方法被開發(fā)為一種以低成本的方式直接構(gòu)建具有各種不同功能的新機(jī)器人。研究團(tuán)隊(duì)將嵌入式電機(jī)的預(yù)先配線電線送入“1D打印機(jī)”。該打印機(jī)的機(jī)構(gòu)允許機(jī)器人的主體部分通過機(jī)器傳送到線上,并且打印頭可以打開或關(guān)閉,這取決于它是否需要容納身體部分或者抓住線將其彎曲成特定的方向。

不同形狀的機(jī)器人能夠以不同的方式移動(dòng),例如,沿著地板滾動(dòng)或爬上管道,這取決于它們需要執(zhí)行什么任務(wù)。它們的構(gòu)造簡(jiǎn)單意味著它們也非常容易回收,因?yàn)殡娋€只需要再次拉直即可,并且可以重新用于全新的機(jī)器人。后一方面意味著1D打印機(jī)器人在特定的有限資源情況下,具有很高的使用潛力,如空間探索。

“機(jī)器人都是用相同的材料制成的,”ITU Copenhagen的副教授Sebastian Risi說,“這在火星上執(zhí)行任務(wù)是可行的,你可能需要一個(gè)可以攀爬的機(jī)器人,或者需要機(jī)器人手臂可以抓住一個(gè)物體。機(jī)器人打印機(jī)也可以在您事先不知道您需要什么類型的機(jī)器人的情況下使用,例如與災(zāi)難恢復(fù)相關(guān)的?!?/span>

據(jù)悉,1D打印機(jī)器人項(xiàng)目的測(cè)試尚未在實(shí)驗(yàn)室外進(jìn)行,但是Risi和他的研究人員希望進(jìn)一步開發(fā)技術(shù),因此最終可以在更復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界中使用,甚至可以在一些地區(qū)取代3D打印技術(shù)。他們計(jì)劃向機(jī)器人添加傳感器和攝像機(jī),以擴(kuò)大其機(jī)器人的應(yīng)用范圍,并找到比鋁更好的材料。雖然迄今為止已經(jīng)證明是有效的,但是需要更穩(wěn)定的材料來應(yīng)對(duì)反復(fù)彎曲而不會(huì)變形。

根據(jù)Risi的說法,這種尖端的機(jī)器人技術(shù)實(shí)際上是從自然的基本組成部分獲取靈感:“將一維材料折疊成復(fù)雜的3D層的方法是受到核糖體的啟發(fā),核糖體是所有生物中負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)合成的細(xì)胞,核糖體能夠構(gòu)建無數(shù)個(gè)化學(xué)物質(zhì),通過氨基酸的組裝形成所有細(xì)胞的基礎(chǔ),類似的方式是機(jī)器人打印機(jī)可以重復(fù)使用一維材料構(gòu)建各種不同應(yīng)用的機(jī)器人?!?/span>

Risi說:“另一個(gè)重要且非常真實(shí)的生物現(xiàn)象演化,影響了一維打印算法的設(shè)計(jì)。為了找到最佳的機(jī)器人材料彎曲方式,計(jì)算機(jī)模擬了一個(gè)進(jìn)化過程,它測(cè)試了許多不同的形狀,然后找到執(zhí)行特定任務(wù)的最佳形式?!?/span>

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