近日获悉，爱丁堡大学的研究人员开发出了世界上首款能够立即行走的软体机器人，由低成本定制的3D打印平台生产。开源的平台有望帮助克服软体机器人系统在设计、制造和应用方面长期存在的障碍。
这项创新技术由爱丁堡大学机器人与自主系统博士培训中心的博士生 Maks Gepner 和 Jonah Mack 在生物工程研究所所长 Adam A. Stokes 教授的指导下开发。相关研究以题为“A standardised platform for translational advances in fluidic softsystems”的论文发表在Cell Press旗下期刊《Device》上，并由工程与物理科学研究委员会 (EPSRC)资助。
通过定制3D打印系统打造的这些机器人具有小型四足装置，完全由软塑料制成，一旦连接到压缩空气源，这些手掌大小的机器就可以直接从打印机上走下来，无需任何电子设备或后处理。
△软体机器人。图片来自爱丁堡大学。
拓宽软体机器人的应用范围
软体机器人技术依赖于柔性材料，在生物医学程序、核退役和太空任务等高风险和敏感环境中的应用前景广阔。然而，由于成本高昂、制造复杂以及缺乏标准化流程，软体机器人在实际应用中面临障碍。
△3D打印的软体机器人肌肉。视频来自康奈尔大学
为了应对这些挑战，爱丁堡团队开发了一款经济实惠的桌面3D打印系统——Flex Printer，使用现成的组件即可组装，成本不到400英镑。研究人员指出：“构建和操作这套名为Flex Printer的新系统几乎不需要任何先验知识，首次使用者只需几天就能组装好并开始制作机器人。”
△软体机器人制作流程
为了鼓励更广泛的应用和进一步的创新，研究团队已将 Flex Printer 设计开源。他们的目标是让软体机器人技术普及化，并促进跨学科合作。
首席工程师 Maks Gepner 表示：“过去，人们需要花费数年时间才能弄清楚如何使用这些材料进行打印。现在，任何人都可以轻松打印出以前被认为不可能实现的东西。这对工程师和艺术家来说都将是一个颠覆性的变革。我们希望这项技术能够推动下一波研究突破。我们相信，摆脱长期存在的制造和设计瓶颈，软体机器人技术已经准备好对现实世界产生重大影响。”
机器人和3D打印的进步
今年5月，加州大学伯克利分校的研究人员推出了Berkeley Humanoid Lite，这是一款可定制、可3D打印的人形机器人，专为研究人员、教育工作者和业余爱好者设计。与售价高达10万美元的商用人形机器人不同，Berkeley Humanoid Lite只需使用标准零件和桌面3D打印机即可组装，成本不到5000美元。
2023年，伍斯特理工学院(WPI) 研究员 Markus Nemitz 获得了美国国家科学基金会颁发的 599,815 美元职业发展奖 (CAREER Award)，用于开发一类新型低成本、可定制的 3D 打印软体机器人。这些机器人能够穿越具有挑战性的环境，有望最终用于搜救行动。
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