3D打印与机器人技术

    【南极熊导读】3D打印与机器人，机器人爱好者们可以利用3D打印DIY一些小机器人，未来随着材料不断丰富，会不会出现和人类几乎一模一样的类人机器人呢？

    在机器人技术领域，采用3D打印进行迭代，是研发过程中的重要环节。迭代，在机器人创作、原型制作和研发过程中的重要性不容小觑。打印新零件或已有零件升级，可以节约大量时间。

    如果你有一台3D打印机，或者有机会接触到3D打印，那么你的零件制作过程将能控制在数小时内。而不再是数日或数周。单个零件的评估和测试时间大大缩短，有利于机器人的设计、研发和原型制作。同时还可能为你省下预算。

    机器人创客可以将3D设计文件发送给3D打印服务商，在家静候成品的送达。3D打印服务商会对模型进行测试，并用高质量的商业3D打印机制作成品，因此创客们可以省下该工序时间。3D打印机器人零件还具有其他优势。它可以降低制作机器人的成本，也可以降低设计成本和耗时。

    套件的概念将会发生变化。未来，“套件”将是那些你没法打印出来的零件，比如伺服系统、控制电路板及电子元件购买套件的制造商和顾客都会从中受益。3D打印还有助于分享和研发开源平台的机器人设计。只要有3D打印机，就能下载他人分享的设计，打印出机器人。

    3D打印机还可能改变我们未来的购买和制作方式。能打印高质量材料，诸如树脂、高强度塑料或者金属——如今，这些属于专业级的高质量3D打印，未来也许会变得更加亲民，每个人都能使用。展望未来，我看到机器人技术和3D打印技术相结合，可以产生无尽可能。3D金属打印，如钛，也许会变得常见。新型塑料材料，也许不仅比金属便宜，甚至更坚固。机器人自我制造，也是另一种可能性。孰好孰坏？我能想到的未来就如钢铁侠。我设计好机器人，发送到3D打印机或者3D打印服务供应商进行制作，然后我坐在一旁等待。3D打印机助您创造新型机器人。

    通过使用3D打印技术是否会使我们向类人机器人更近一步？在机器人学领域有一种新的进步正在成型。这种新兴科学——软机器人学，旨在消除仍然存在于人离开和机器人之间的物理差异。“人类”的挑战直到目前，机器人仍然外观坚硬，材质比人体软组织强硬无数倍。因而机器人在通常的形态上与人类没有丝毫相似之处。Peter Walters 和 David McGoran是比利斯托西英格兰大学的两名研究员，他们正努力改变这一局面。

Peter Walters and David McGoran

    他们在大学微型印刷研究中心3D打印实验室工作，创造出与章鱼或水母触角活动和功能最为相似的“人工肌肉。”人工肌肉材质为形态记忆合金材料（生物金属），这种材料经电流加热后会收缩。生物金属线内置于3D打印的触角手臂，受刺激后，这种手臂会在多个方向活动。为什么选择3D打印 3D打印能够提供复杂的形态，生物金属线可穿过多个洞口，增加传统硅胶制模的模仿难度。通过直接3D打印触角，研究员们能够完全跳过制模阶段，加快设计过程，无需为更换制模工具而花费巨额金钱而轻易改变触角结构。

    功能触手使用Biometal和Objet 3D打印的柔性材料制成这些照片中的触角由objet打印机制成——世界上唯一能通过3D技术在同一个结构中打印刚性和类似橡胶材料的唯一技术。通过Objet打印的部件是蓝色的部分。这些事实上是由Objet TangoPlus™透明类似橡胶的材料，这种材料在3D打印和清洁后染制过。下一步：3D打印机器人？科幻小说家Isaac Asimov在1941年首先使用了“机器人学”这一术语。

    他是备受读者喜爱的作家之一，我在小时候就被他的机器人和创立故事系列深深吸引。这些小说中的中心人物是一个叫“Daneel Olivaw”的类人机器人，它努力拯救人类，并通过太空创造了一个星系王国。Daneel 在每个细节上都很像人类，但在其人工皮肤之下的是“线和钢。”使用3D打印和生物金属取得了进展，可能距离使用多材料3D打印创造出真实的工作智能机器人将不再遥远。使用这样的系统可以使设计师将刚性3D打印骨骼和关节无缝连接到灵活的3D打印制成的软组织上-通过生物金属伸进和肌腱提供动力，精确地嵌在复杂分支旁道内部。接下来呢？可能类人机器人将升至太空，使得火星变得如地球一般适合人类居住？

    混合材料3D打印的人体关节，使用刚性和橡胶类材料。弗吉尼亚理工大学的一名学生发明了一种无缝无胶结构。

文/D客商城