機器人3D列印　實現人類骨骼與肌腱的機械手臂

編譯／高晟鈞

你有沒有想過為什麼機器人無法像我們一樣流暢地行走和移動身體？有些機器人雖然可以比人類更有效率地奔跑、跳躍甚至跳舞，但他們的身體動作也顯得機械化，最根本的原因就在於他們缺乏骨骼。不同於人類與動物，機器人沒有真正的骨骼連接他們的柔性組織；相反地，他們透過碳纖維和金屬管製成的材料來連接。

近日，來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院和美國新創公司Inkbit的研究團隊利用3D列印技術，開發出了世界上第一隻由類人類骨骼、韌帶和肌腱組成的手臂。

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3D列印與機器人

目前，3D列印的機器人通常使用快速固化的聚丙烯酸酯製造。雖然這些聚合物非常耐用，固化速度非常快；然而，為了避免任何不規則的現象產生，這一定程度限制了機器人的柔軟度，與科學家們在塗層中進行修改的空間。

而這就是新的3D列印技術──視覺噴射控制（VCJ）展現價值的地方了。

重新思考機器人3D列印

VCJ系統使用柔軟、緩慢固化的硫醇烯聚合物，具有比具丙烯酸酯更好的彈性。在VCJ系統中，除了3D列印機之外，還有一台雷射掃描儀，可以在沉積時檢查每一層表面是否產生不規則。當不規則產生時，可以在下一層沉積時進行修正，並且精確度非常高。

此外，更重要的是VCJ系統可以直接列印出完整的機器人結構，省去了組裝的步驟，大大加快了工程設計過程。

利用VCJ技術，研究人員成功列印出一隻機械手，內部結構與人手相似。機械手臂除了配備觸控板和壓力感測器外，還有19個肌腱狀結構，使其能移動手腕與手指，執行更精確的動作指令。

VCJ的未來

除了手之外，他們還列印了機器人心臟、六足機器人和能夠吸收周圍振動的超材料。VCJ機器人最大的價值在於，他在靈活性方面優於「硬材料」機器人，並克服「軟材料」機器人面臨的結構穩定性問題。

借助VCJ技術，我們將有望開始生產用於機器人、醫療植入物、和其他領域的各式零件。高解析度、合適的材料特性以及較長的使用壽命都使得 VCJ系統的列印對於研究和商業應用都非常有用。

資料來源:Arstechnica

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