3D打印软机器人可以远程控制

使用3D打印工艺制造的新型软机器人可以使用磁场进行远程控制。研究人员开发了一种新的3D打印方法和材料，用于制造可以远程控制的柔性，柔软的网状结构，为具有独特功能的软机器人打开了大门，也为医学研究提供了新的方向。他们在新闻发布会上表示，北卡罗来纳州立大学(北卡罗来纳州立大学)的一个团队开发了这种结构，他们可以在漂浮在水面上时利用磁场控制这些结构。这些结构可以抓住小物体并携带水滴，使它们成为可能有用的软机器人，模仿生活在水面上的生物，以及其他用途，如细胞研究。

这项工作展示了两个科学研究领域的交叉点，展示了他们的组合如何对未来的科学进步有用，北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程的杰出教授Orlin Velev说。“这项研究显示了3D打印和软机器人相结合的新兴领域的能力，”他说。

事实上，研究人员表示，为此目的使用3D打印可以使软机器人的制造更容易，更有效。这些机器人与刚性机器人相比具有许多优势，包括更加安全的人机交互，更流畅的移动能力以及更小，更狭窄的空间。

像牙膏一样的东西

为了开发这些结构，研究人员用有机硅微珠制造了一种“墨水”，这种微珠被液态有机硅结合并包含在水中。由此产生的材料 - 所谓的“同型复合触变膏” - 与普通牙膏相容;像牙齿清洁剂一样，它可以很容易地从管中挤出，但随后保持其形状而不会滴落。

在他们的研究中，该团队使用3D打印机将浆料成形为网状图案，然后在烤箱中固化，以形成柔韧的硅胶结构。研究人员说，通过向它们施加磁场，可以控制所得到的结构，即拉伸和折叠。

“这种自增强浆料使我们能够创造出超柔软和柔韧的结构，”北卡罗来纳州立大学博士Sangchul Roh说。Velev实验室的学生和发表在Advanced Materials Technologies期刊上的论文的第一作者。

研究人员通过将羰基铁颗粒嵌入糊状物中，实现了利用磁场控制结构的能力，材料科学与工程教授，该项目的高级共同研究员Joseph Tracy说。他说，这些颗粒广泛可用并具有高磁化强度。

“结构也是拉胀的，这意味着它们可以向各个方向扩展和收缩，”Velev解释道。他说，这使得研究人员可以在使用3D打印过程施加磁场之前和之后控制形状。

为了证明他们的方法有效，该团队设计了可重新配置的网格，一种可以“抓住”一个小铝箔球的结构，以及一个可以“携带”一个水滴然后通过网格按需释放它的结构