研究

3D打印将机器人技术带入合成肌肉更接近现实生活

科学家发明了3D印刷的合成肌肉,可以提高自身体重的1000倍。在一个Aslan Miriyev本周早些时候出版,,,,肯尼斯·斯塔克(Kenneth Stack)和霍德·利普森(Hod Lipson)哥伦比亚大学描述一个模仿人类肌肉的扩张和收缩的新执行器。

执行器可以连接到骨骼结构上,以创建运动仿生的身体部位可以完成简单的手动任务。

可打印的弹性计材料

科学家使用的材料是“基于PMSD的硅酮梯度”,该材料已用于软机器人应用中,适用于3D打印和铸造。

印刷的材料。通过哥伦比亚大学/Rushabh Haria
印刷的材料。视频通过哥伦比亚大学/GIF通过R. Haria


它通过将20%乙醇与硅酮弹性体混合而制备。乙醇在整个硅酮橡胶基质中悬浮在气泡中,并用作活性液。一旦电压通过硅酮馈入,乙醇在达到其液体 - GAS过渡温度时就会沸腾。因此,材料的体积增加,一旦将其凝结回乙醇,就会导致显着膨胀和收缩。

要打印肌肉,the paper outlines该内部台式机3D打印机,能够一次使用两种材料。使用20量规注射器尖端实现了0.8毫米的最大分辨率。此外,科学家使用了一系列商业3D打印机,包括来自Stratasys,Ultimaker和Uprint的硬件。

执行器与运动功能结合。视频通过哥伦比亚大学/gif通过Rushabh Haria
执行器与运动功能结合。视频通过哥伦比亚大学/GIF通过R. Haria


打印肌肉

纸张中概述了3D印刷肌肉的优势。“它结合了高密度(0.84 g cm)的高应变(最多900%)和相应高应力(最高1.3 MPa)3)。Miriyev指出,它是“我们必须与天然肌肉相等的最接近的人造物质”,但其应变密度(每克膨胀)比有机肌肉大15倍,从而使其具有极大的潜力,可以将质量提升到人类的能力之外。

弹性套筒内部的材料模拟了二头肌肌肉的膨胀和收缩。通过哥伦比亚大学的照片。
弹性套筒内部的材料模拟了二头肌肌肉的膨胀和收缩。通过哥伦比亚大学的照片。

Lipson教授在评论这些发现时对人工智能和机器人技术进行了广泛的研究,他评论说:“这是一个很大的难题,并且像生物学一样,新的执行器可以被塑造并重塑一千种方法。我们克服了制造栩栩如生机器人的最终障碍之一。”

有关3D打印和机器人技术的更多信息,请订阅我们的免费通讯,跟随我们Facebook推特

我们的特色图像显示了执行的执行器。通过R. Haria的哥伦比亚大学通过哥伦比亚大学的视频。

有关此主题的更多信息 胶体自组装有可能革新3D打印