3D打印技術(shù)擴(kuò)大了機(jī)器人技術(shù)的可能結(jié)構(gòu)和功能范圍，軟機(jī)器人開始通過其設(shè)計獲得特別的創(chuàng)意。折紙是工程師不斷獲得啟發(fā)的靈感來源之一，最近由俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種基于古代日本折疊藝術(shù)的新型3D打印機(jī)器人項目。

該項目由CWRU的機(jī)械與航空航天工程學(xué)院助理教授Kiju Lee及其實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)。Lee的團(tuán)隊從使用紙機(jī)器人的初步試驗(yàn)轉(zhuǎn)移到開發(fā)可以彎曲、收縮、延伸和扭曲的完全3D打印模型。這種新型機(jī)器人被稱為TWISTER（TWISTED TowEr Robot）。

這個創(chuàng)新項目的靈感來源是日本藝術(shù)家Mihoko Tachibana的作品。該團(tuán)隊看到了這種結(jié)構(gòu)的潛力，這是一個由多個折紙片段組成的結(jié)構(gòu)，可以在設(shè)計具有廣泛應(yīng)用的機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)。

使用折疊結(jié)構(gòu)的早期工作試驗(yàn)表面，Lee的團(tuán)隊將三個小版本的塔添加到一個較大的塔的一端，以三個相對的手指握住并操縱它們。應(yīng)用不同大小的負(fù)荷，如雞蛋或水果，看看結(jié)構(gòu)如何支持它們并移動它們。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，指狀元件能夠通過重新分配并相應(yīng)地使其形狀變形來吸收額外的力。

這種可變形性是諸如TWISTER之類的軟機(jī)器人項目對于更傳統(tǒng)的機(jī)器人的主要優(yōu)點(diǎn)之一，在這種情況下，它將使該技術(shù)適用于許多令人難以置信的有用的方式。例如，由于其能夠以可能的方式支撐和操縱對象，機(jī)器人不需要任何額外的傳感器來檢測力并調(diào)整自身。因此，必要的人力干預(yù)的數(shù)量急劇減少。

軟機(jī)器人的另一個好處是他們提高了安全性。據(jù)Lee說：“這種機(jī)器人的可能性在于脆弱的物體操縱和直接的人機(jī)交互，因?yàn)檫@些機(jī)器人是軟而安全的?！?/span>

3D打印可以生產(chǎn)復(fù)雜的形狀和高度復(fù)雜的折紙結(jié)構(gòu)。每個TWISTER機(jī)器人由多層多邊形組成：三角形、六邊形和八邊形，形成塔狀的管狀形狀。Lee目前使用基于電纜的動作來控制她的創(chuàng)作，但她也研究了使用形狀記憶合金使其具有更加自主的可能性。

Lee一直在與醫(yī)療專業(yè)人士進(jìn)行談判，討論如何使TWISTER機(jī)器人小型化，將其插入體內(nèi)，進(jìn)行一些微創(chuàng)手術(shù)?！案骨荤R手術(shù)通常需要一些僵硬的部分，而從外部控制它們的運(yùn)動會對組織造成壓力，”Lee說。

如果項目進(jìn)一步發(fā)展，這些創(chuàng)新的小機(jī)器人甚至可能會完全離開地球。據(jù)Lee說，“由于火箭運(yùn)輸?shù)某杀荆瑢⑷魏螙|西放入空間，體積和重量是至關(guān)重要的。這個機(jī)器人完全可折疊，與剛性的手臂相比，輕巧緊湊。”

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