来源:科技日报
科技日报记者 张梦然
意大利研究人员设计并制造了一种由3D打印结构组成的人造气动肌肉,其可根据需要伸展和收缩。据《科学·机器人》杂志报告,这是一种在单一打印过程中制造、由18种不同GRACE(能够收缩和拉长的执行器)组成的气动手。
每个GRACE执行器都可简单地通过其几何形状进行扩展、延伸和收缩,类似于带有褶皱的主轴,可使用不同材料和不同尺寸进行3D打印。图片来源:意大利理工学院
【资料图】
人造肌肉的创造是机器人领域追求的目标之一,因为在自然界,肌肉组织具有复杂的特征,从快速而有力的收缩,到形状上微小而精确的变化都可灵活控制,还能进行高度灵活的运动。单个肌肉纤维只能实现收缩,尽管如此,但正是它们在复杂肌肉结构中的特定排列才能实现弯曲、扭转和对抗运动等关节变形。
研究小组此次从单个气动执行器开始尝试进行突破。每个执行器都可通过其几何形状简单地扩展、延伸和收缩,类似于带有褶皱的主轴,包括一个可使用不同材料和不同尺寸进行3D打印和制造的独立单元。各种GRACE打印并组装成复杂的架构,以提供所需的运动类型。
研究人员称,这些GRACE可制成不同的尺寸,可改变它们在变形和强度方面的性能,还能用各种材料和技术制造它们,甚至内置到要制造的结构中。
研究人员利用商用3D打印机经一次打印过程制造出了气动手,并展示了GRACE的特性。打印气动手所用的材料是一种软树脂,包含18个不同大小和形状的GRACE,因此只需十分之几帕的压力,就可弯曲手指、扭转手掌和旋转手腕。气动手重约100克,大小与人手相当。
意大利研究人员展示了执行器的多功能性,这是一个由18种不同GRACE组成的气动手,采用单一打印工艺制造。图片来源:意大利理工学院
全新的设计使气动手可支撑超过其自身1000倍的重量,具体取决于制造它们的材料。事实上,产生的力和所需的压力可通过使用不同刚度的材料、修改构成这些执行器的膜的厚度来增加或减少,同时保持相同的收缩和伸展性能。
执行器的设计使其可以支撑超过其自身1000倍的重量,具体取决于制造它们的材料。图片来源:意大利理工学院
总编辑圈点:
该成果的核心就是GRACE。这种执行器不但能收缩和伸展,还可在不同的尺寸上、尺度上,用不同的材料和机械性能来实现,进而实现前所未有广泛且逼真的运动。通过有效结合GRACE,科学家未来还可能3D打印出足够强大和灵活的“软体执行器”,应用范围从生物多样性保护,到老年人日常护理,让这一人造设备真正做到与自然和社会环境相结合。
关键词:
为满足广大旅客的出行需要 嘉峪关机场将正式开通至郑州直飞航线
8月26日,记者从嘉峪关机场获悉,为满足广大旅客的出行需要,嘉峪关机场在嘉峪关、酒泉两市政府的大力支持下,积极对接航空公司,9月2日起
商丘十四五续建并建成3个环城高速公路出入口 规划新增12个高速公路出入口
昨日,记者获悉,市交通运输局紧紧把握全国性综合交通枢纽及国家区域中心城市的战略定位,结合我市交通发展实际,组织起草了《商丘市十...
最新消息!陕西省内多家景区陆续恢复开放
近日,省内多家景区陆续恢复开放。昆明池·七夕公园、华清宫、曲江海洋极地公园、汉景帝阳陵博物院已于日前恢复正常开放,游客入园时除扫...
株洲市2022年秋季中小学(幼儿园)收费标准已出台 孩子要交多少学费?
昨日,记者从市教育局获悉,我市2022年秋季中小学(幼儿园)收费标准已出台。开学在即,孩子要交多少学费?有哪些项目?家长们请看仔细。●这些
今年下半年 郑州又将推出哪些文旅惠民活动和精彩剧目?
8月27日,郑州市政府召开2022年教体文卫医疗民生实事新闻发布会。大河报·豫视频记者从新闻发布会上获悉,今年,郑州发放2000万文旅消费券...
关于我们 加入我们 联系我们 商务合作 粤ICP备18023326号-32
中国创氪网 www.chuanganwang.cn 版权所有
投稿投诉联系邮箱:85 572 98@qq.com