2026年2月9日，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究人员利用一种正在开发的3D打印技术——旋转多材料 3D 打印 (RM 3DP)技术，制造出具有可预测、可编程运动的软体机器人，并将编码运动直接写入材料中。
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3DP技术将运动嵌入柔性结构中，从而能够制造出可按需弯曲和扭转的软体机器人。这项技术最初由哈佛大学刘易斯实验室的詹妮弗·刘易斯教授开发，现在已被研究生杰克逊·威尔特和前博士后研究员娜塔莉·拉尔森利用，通过向内置通道注入空气来制造可扭曲、弯曲或卷曲的原型。
这项研究以题为“Rotational Multimaterial 3DPrinting of Soft Robotic Matter With Embedded Asymmetrical Pneumatics”的论文发表于《先进材料》期刊。
本工作旨在解决柔性打印机器人精确、可预测运行这一核心挑战，它利用RM 3DP的旋转喷嘴技术同时打印两种材料的丝材。外层的聚氨酯外壳将结构固化成柔性外壳，而用于内部通道的聚合物凝胶则流经空心通道，打印完成后可将其冲洗掉。这些通道的工作原理与人体内的可编程肌肉类似：气压或流体压力会使结构按预定方式变形。喷嘴的旋转和物料流速的结合，使得对内部通道的方向、形状和尺寸进行精确控制成为可能。
威尔特说道：“我们使用来自同一出气口的两种材料，可以通过旋转来控制机器人充气时的弯曲方向。我们的目标是为各种应用创造柔软的仿生机器人。”作为研究的一部分，研究团队打印了两个演示部件：一个是充气后会展开的螺旋形花朵状致动器，另一个是可包裹物体的五指形手形抓取器。这两个部件均采用连续3D打印工艺一次性完成，无需额外组装，这正是RM 3D打印技术的特点。
拉尔森解释说：“在这项研究中，我们没有使用模具，却能够打印出结构，快速对其进行编程，并能够快速定制驱动方式。”RM 3DP 克服了缓慢的多步骤成型和铸造工艺，并且可以通过快速调整打印参数来快速修改设计，而无需像传统方法那样重建物理模具。这项研究成果被认为在外科手术机器人、可穿戴辅助设备、易碎部件处理以及更广泛的医疗保健和工业应用方面具有巨大的潜力。
来源：南极熊
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