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    研究称3D打印的机器人手能“弹”钢琴

    3D打印是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

     

    3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

      

    正是得益于3D打印技术的进步,很多柔性材料也开始应用到机器人设计中来。剑桥大学研究人员利用刚性和柔性材料,以3D打印技术复制了人手的骨头和韧带,但不包括肌肉和肌腱。尽管这种机器人手的活动范围与人的手比还有限,不过依靠其机械设计,仍然能较大幅度地活动。

      

    英国剑桥大学研究人员在新一期美国《科学·机器人学》杂志上发表报告说,他们用3D打印技术制造出一种机器人手,只需移动手腕,就能在钢琴上出简单的音乐片段。


    人手是一个非常复杂的系统,想要在机器人身上重现人手的灵活性和适应性是一个巨大的挑战。当前大多数先进的机器人也还不能完成人类幼童就能轻易完成的手部操作。

     

    严格说,刚性,是结构或零件的刚性,而不是材料的刚性。材料只有强度、硬度、延伸率等指标。柔性材料就是可以挤压变形的材料,刚性材料挤压会碎。而利用刚性和柔性材料相互结合的技术,3D打印复制了人手的骨头与韧带无疑是一个重大的突破。

     

    研究人员利用编程方法,让机器人通过移动手腕就能出不同风格的音乐片段,但其手指仍不能自由活动,因此这叫被动运动。研究人员指出,可以利用这种被动运动让机器人完成很多动作,如散步、游泳或飞行。

     

    研究人员表示,人体的骨骼、韧带和皮肤等有助于人类实现很多灵巧活动,通过先进的3D打印技术制造出与人手很像的机器人手,有助于研究这种生理结构的重要性。这还将有助于对骨骼动力学更深的研究,实现更复杂的任务。

     

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