3D列印軟機器人問世 可達到微米級大小

2020-08-12 環球網

來源：中關村在線

在機器人製造等領域，3D列印的優勢在於能夠即時列印所需零件，這也成為該技術受到關注的原因之一。瑞典某大學的一組研究人員基於3D列印技術開發了一套用於微型機器人的微執行器。其促動器包含了一種全新的聚合物EAP，該聚合物在列印後在存在電荷的情況下會改變形狀，從而賦予其行動功能，為軟機器人的零件製造提供了新的可能。

最小的3D列印衛星機器人

雖然3D列印的軟機器人通常僅限於釐米或毫米級，但特殊的開發技術允許研究人員將其驅動機制縮小到微米範圍，達到厚度僅為20微米的水平。他們聲稱自己的定製機器具有多功能性和可擴展性，並希望藉助以前看不見的複雜衛星機器人來「擴大軟機器人的範圍」。

作為許多軟機器人設備背後的驅動力，EAP技術（電活性聚合物）能夠為機器人帶來如同肌肉收縮一般的動力，然而縮小EAP執行器的尺寸也會遇到很多挑戰，這使研究人員很難將它們與當前市場和技術集成。

研究人員定製的3D印表機

因此研究的第一階段就是構建印表機，3D列印設備以三軸可編程CNC工作檯為基礎，並配備了高精度的流體分配系統。該團隊首先使用市售的載玻片作為構建板，之後將一層可紫外線固化的聚氨酯丙烯酸酯凝膠分配到導電層上。凝膠將繼續形成微致動器的「身體和手臂」。凝膠在紫外光下完全固化後，便可以提取一層EAP材料。

低至1V也可驅動設備

研究人員發現，與其他3D列印方法相比，他們可以以最低1V的電壓驅動設備。科學家認為，他們的工作顯示出通過3D列印技術將低成本微型機器人小型化的巨大潛力。

相關焦點

  • 瑞典大學研究人員在3D印表機基礎上研製出4D列印微米級軟機器人
    據說該致動器包含一種電活性聚合物，該聚合物在列印後在存在電荷的情況下會改變形狀，從而賦予其4D功能，在軟機器人中，這相當於肌肉收縮。雖然4D列印的軟機器人通常僅限於釐米或毫米級，但如今技術研究人員將其驅動機制縮小到微米範圍，厚度約為20微米。
  • 匯總:15個微米納米級3D列印技術
    △微米級3d列印泰姬陵　　微納3D列印和「傳統」3D列印的主要區別在於，微納3D列印能達到「傳統」3D列印無法達到的高精度。微納3D列印的精度能達到細觀、微觀和納觀（即十億分之一米）級別。這一特性使得微納尺度3D列印能批量複製微小結構，製造真正處於微觀級別的器件，實現一般的3D列印無法企及的細節和精度。　　下面，南極熊就盤點一下，國內外有哪些微納級、納米級3d列印技術和廠商。
  • Science子刊：「居裡溫度」助力實現可編程磁驅動軟機器人
    磁驅動的軟機器人有著很高的研究和實用價值，例如在醫學領域的體內藥物運送機器人，以及研發智能可穿戴領域等。近年磁驅動軟機器人得到很多知名高校和國際著名期刊的青睞。當下的磁驅動軟機器人內部的磁場分布都是按照預先設定好的模式設計製造，一旦完成，其內部磁場的分布就確定了，因此難以實現對於單個機器人磁場分布的可重複性「編程」 。
  • 新3D列印方法可造出微米級物件
    「像麵條機那樣，先做麵條再切成段」 新3D列印方法可造出微米級物件 2015-12-08 科技日報 劉園園 【字體：大 中 小】
  • 西湖未來智造微米級3D列印完成數千萬元融資
    >替代現有基於平面模式的光電子封裝方案，製造高精度電子器件、柔性可穿戴設備、微小型機器人等。通過實現超高精度，西湖未來智造公司將3D材料列印技術引入半導體後端工藝中，實現三維高精度光電封裝、製造高頻無源器件、實現異質異構集成。」周南嘉補充道，這一做法較現有的加工方式，在精度上提升了1—2個數量級。通過列印電子器件，可為未來電子產品，如手機、無人機、汽車、機器人的核心器件的製備提供加工方案，提升產品性能。
  • 瞄準微米級3D列印 西湖大學「黑科技」獲數千萬元融資
    可以實現微米、亞微米級精度的金屬、介質、光波導等材料的3D列印；也可完成由金屬、介質組成的任意三維結構，1小時內即可製成任意結構的印刷電路板……憑藉自主研發的三維精密製造技術，不久前，西湖未來智造公司（以下簡稱西湖未來智造）完成數千萬元的天使輪融資。「微距鏡頭下的3D精密製造，乍看之下，好像一支筆在空間中直接繪製立體結構。
  • 香港城市大學:開發毫米級的軟連續體機器人 擁有大轉角和高精度...
    打開APP 香港城市大學：開發毫米級的軟連續體機器人 擁有大轉角和高精度操作能力 南極熊3d列印 發表於 2020-12-18 14:31:27
  • 常見的3種光固化3D列印技術對比
    光固化成型是最早的3D列印成型技術，也是目前較為成熟的3D列印技術。該技術的基本原理是利用材料的累加成型，將一個立體的目標零件的形狀分為若干個平面層，以一定波長的光束掃描液態光敏樹脂，使每層液態光敏樹脂被掃描到的部分固化成型，而未被光束照射的地方仍為液態，最終各個層面累積成所需的目標零件，材料利用率可接近100%。
  • 適用於軟機器人應用程式的3D列印張力結構
    張力結構因此也可能被證明對於開發受生物啟發的機器人很有價值，因為它可以創建與在活生物體中觀察到的系統非常相似的系統。韓國蔚山國立科學技術研究院的研究人員最近使用3D列印技術為軟機器人應用創建了一個基於張力的可編程結構。
  • Autodesk發現「灰度漸變法」,可提高DLP 3D列印解析度
    對於這個問題，目前已經出現了許多種方法，而近日南極熊注意到，軟體巨頭Autodesk又公開了一種新的方法，可令數字光處理（DLP）3D列印實現亞像素級解析度。這種方法說來簡單，就是使用灰度鋸齒功能令列印件的邊緣變得平滑。目前，Autodesk的研究人員已經通過該公司的DLP 3d印表機Ember驗證了這種方法。那麼，這種方法究竟是怎樣提高解析度的呢？
  • 《先進材料》軟機器人3D列印材料最新進展,水凝膠大旗扛扛!
    因此，我們將在此介紹只有列印技術，最相關的軟機器人技術，所有這些都基於其在印刷過程是液體油墨組合物的一個簡要說明。圖1 軟機器人3D列印的未來挑戰。從左至右：柔性和可拉伸材料的圖像最廣泛使用的方法是基於材料的擠出，稱為熔融沉積成型（FDM）和直接墨跡（DIW）。
  • 中日兩國研究出3D列印軟體機器人手指，可作用於製造軟致動器
    據外媒報導，由浙江工業大學，天津大學，南京理工大學和立命館大學組成的研究聯盟已使用3D列印創建了柔軟的機器人手指。這項研究旨在證明了多材料3D列印不僅可以用於製造軟致動器，還可以用於製造功能傳感器。研究人員希望這項創新將為簡單、快速的製造過程鋪平道路，未來可以生產可控的軟機器人。使用軟材料和順應性結構的混合物構造機器人正日益為應對人口老齡化帶來的挑戰提供解決了方案。隨著軟機器人研究的發展和新製造方法的發展，人機互動變得越來越安全，並為該技術開闢了新的應用。
  • 淺談3D列印LCD和SLA技術的區別
    SLA成型技術的基本原理，就是主要通過利用紫外雷射（355nm或405nm）為光源，並用振鏡系統來控制雷射光斑掃描，雷射束在液態樹脂表面勾畫出物體的第一層形狀，然後製作平臺下降一定的距離（0.05-0.025mm之間），再讓固化層浸入液態樹脂中，如此反覆，最終完成實體列印。
  • 從虛擬到現實,3D印表機器人前景可期
    這部十月上映的電視劇，在豆瓣上評分已經達到了9.2！ 眾人紛紛評價這是繼《權利的遊戲》後又一部神級片。甚至有不少媒體在提到該劇時都用了「趕超《權力的遊戲》」這樣的噱頭。 凝重嚴肅的鏡頭語言，超現實主義的視覺風格，劇集開篇的第一個場景就吸引了藍叔的注意，在劇中頻繁出現的未來機器人，都是採用3D技術進行列印的。
  • 幾分鐘造好手錶外殼連電路,微納級3D列印見過沒?
    作為西湖大學工學院首個自主科技成果產業轉化落地項目，西湖未來智造（杭州）科技發展有限公司（下方簡稱西湖未來智造）是國際上電子3D列印領域首個專注於微納級3D列印技術的公司。微納級3D列印技術領先國際與現有加工方式比，微納級3D列印技術在精度上提升了1-2個數量級，精度可達百納米到10微米，是目前國際領先的3D電子列印技術。尺度有多小？
  • 幾分鐘造好手錶外殼連電路，微納級3D列印見過沒？
    微納級3D列印技術的公司。百納米到10微米，是目前國際領先的3D電子列印技術。，從而賦予其4D功能，在軟機器人中相當於肌肉收縮。其尺寸可與七根人類頭髮的寬度相媲美雖然目前還不能親眼一睹微納級3D列印技術
  • 【聚焦3D列印】MIT黑科技:模塊化桌面級液體3D印表機xPrint可3D列印智能服裝!
    MIT黑科技:模塊化桌面級液體3D印表機xPrint可3D列印智能服裝！
  • NSCRYPT實現50微米3D列印 前景廣闊
    高精度微型點膠機製造商nScrypt，日前宣布成功地對50微米範圍內的焊料和膠點進行3D列印。通過使用其新的SmartPump錐形筆尖，這家位於佛羅裡達州的公司能夠精確地控制其為電子設備設計的最新微型分配器中沉積的物料量。
  • 瑞典利用3D印表機開發用於機器人的微型執行器
    來自瑞典林雪平大學的一個研究小組，利用定製的基於擠出的3D印表機開發了一套用於微型機器人的微型執行器。這些致動器包含一種電活性聚合物，在電荷存在的情況下會改變形狀－－在3D列印後，賦予了它們4D能力。 雖然4D列印的軟機器人通常僅限於釐級或毫級，但特別開發的技術允許研究人員將他們的執行機制縮小到微米領域
  • 首個0.1毫米機器人問世！4英寸矽片可容納超百萬「行走機器人」
    作者：馮麗妃微型機器人大軍的藝術呈現圖 圖片來源：Criss Hohmann首個0.1毫米機器人已經問世。得益於與現有矽電子器件兼容的一類新型制動器（使機器人移動的部件）的發展，科學家創建了一個行走的微型四腳機器人「大軍」。相關成果8月26日在線發表於《自然》。1959年，諾貝爾獎得主、理論物理學家理察·費曼首次提出微型醫用機器人的概念。