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軟機械手示意圖。
圖片來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學院/侵刪
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院和一家美國初創(chuàng)公司的研究人員使用最新激光掃描技術(shù)，首次成功打印出一只機械手，其中包含由不同聚合物制成的骨骼、韌帶和肌腱。這項新技術(shù)使一次性 3D 打印具有彈性的特種塑料成為可能，為柔性機器人結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)開辟了全新路徑。該研究發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。
3D 打印技術(shù)以前僅限于快速固化塑料，但現(xiàn)在也適用于慢速固化塑料。研究人員此次使用各種優(yōu)質(zhì)材料一次性 3D 打印出復(fù)雜、更耐用的機械手，其使用的新技術(shù)讓柔軟彈性的特點與剛性材料很容易地結(jié)合在一起。研究人員可根據(jù)需要用它來創(chuàng)建精致的結(jié)構(gòu)和帶有空腔的零件。
這是科學家利用緩慢固化的硫醇烯聚合物，首次成功一次性打印出一只機械人手。硫醇烯聚合物具有非常好的彈性，彎曲后恢復(fù)到原始狀態(tài)的速度比聚丙烯酸酯快得多。此外，硫醇烯的硬度也可很好地進行微調(diào)，以滿足柔性機器人的要求。由軟材料制成的機器人比傳統(tǒng)的金屬機器人更具優(yōu)勢。這是由于它們?nèi)彳浀纳眢w，在與人類一起工作時傷害人類和自身受損的風險均較小，也更適合處理易碎物品。
為適應(yīng)慢固化聚合物的使用，團隊添加了 3D 激光掃描儀，可即時檢查每個打印層是否有表面不規(guī)則之處。這一反饋機制可在打印下一層時通過實時精確的計算，對材料進行調(diào)整，從而精確補償材料的不足。
科技來源于想象，想象力則是推動人類走向物種最頂端的原動力。軟體機器人的自由度其實就是想象力付諸現(xiàn)實的實例。它可以根據(jù)人們的需求自由變化，有著極高的靈活性以及與生俱來的高度適應(yīng)性。毫無疑問，一只擁有骨骼、韌帶和肌腱的機械手，在與人類互動方面將更具安全優(yōu)勢，也將在生物工程、救災(zāi)救援、醫(yī)療領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。
