美國研究人員開發了一種用於(yu) 3D打印材料的方法，該材料具有可調節的機械性能，可感知自身如何移動以及如何與(yu) 環境相互作用。研究人員僅(jin) 使用一種材料並在3D打印機上運行一次即可創建這些傳(chuan) 感結構。發表在《科學進展》上的這項技術，有朝一日可用於(yu) 製造具有嵌入式傳(chuan) 感器的柔性機器人，使機器人能夠了解自己的姿勢和動作。

　　麻省理工學院研究人員使用3D打印將充氣通道直接整合到形成晶格的支柱中。當結構被移動或擠壓時，通道會(hui) 變形，內(nei) 部的空氣量也會(hui) 發生變化。研究人員可使用現成的壓力傳(chuan) 感器測量相應的壓力變化，從(cong) 而提供有關(guan) 材料如何變形的反饋。因為(wei) 通道被整合到材料中，這種“流體(ti) 傳(chuan) 感器”比放置在結構外部的傳(chuan) 感器更準確。

　　研究人員使用數字光處理3D打印將通道整合到結構中。在這種方法中，將圖像被投射到濕樹脂上，被光照射的區域逐漸固化成精確的形狀，最後將圖像結構從(cong) 樹脂池中拉出。但隨著過程的繼續，黏性樹脂往往會(hui) 滴落並卡在通道內(nei) 。研究人員必須在樹脂固化之前使用壓縮空氣、真空和複雜清潔的混合方法迅速去除多餘(yu) 的樹脂。

　　他們(men) 通過這個(ge) 過程創建了幾個(ge) 晶格結構，並展示了當結構被擠壓和彎曲時，充氣通道如何產(chan) 生清晰的反饋。在這些結果的基礎上，他們(men) 還將傳(chuan) 感器整合到為(wei) 機動柔性機器人開發的一種新型材料手動剪切拉脹劑（HAS）中。HSA可同時扭曲和拉伸，能夠用作柔性機器人執行器。

　　研究人員3D打印了一個(ge) HAS柔性機器人，該機器人能夠進行多種運動，包括彎曲、扭曲和拉長。他們(men) 讓機器人完成一係列動作超過18小時，並使用傳(chuan) 感器數據訓練可準確預測機器人動作的神經網絡。

　　研究人員稱，用連續的類皮膚傳(chuan) 感器來感知柔性機器人，一直是該領域的巨大挑戰。這種新方法為(wei) 柔性機器人提供了準確的本體(ti) 感受能力，並為(wei) 其通過觸摸探索世界打開了大門。

　　張夢然