使用3D打印创建仿生机器人手指

人类天生就可以通过关节的骨骼内结构进行复杂的运动。韧带和肌腱弹性地连接到相当刚性的骨骼结构，使这些运动成为可能。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校和日本立命馆大学的研究人员最近设计并制造了受人体骨骼结构启发的机器人手指。在今年的无处不在的机器人和环境智能国际会议(URAI)上展示的这种仿生机械手手指是使用多材料3-D打印机组装而成的。

进行这项研究的研究人员之一Maryam Tebyani对TechXplore表示：“开发像人类手一样具有硬，软组成的机械手是我要探索多年的研究课题。” “将弹性和非弹性材料结合起来将解决机器人技术中的一个普遍空白，在这种情况下，柔性系统可能很难处理重物，而刚性平台可能需要复杂的制造或控制才能达到与人手相当的灵活性。”

Tebyani和她的同事们最近的工作的主要目的是创造受自然系统启发的机器人手。但是，研究人员希望将他们的大部分精力集中在设计人造手上，而不是在制造和组装上。因此，他们决定采用最先进的3D打印方法，该方法可以简化并加速整个原型生产过程。

Tebyani解释说：“在设计过程中利用多种材料的3D打印使我们可以自由设计3D肌腱和韧带结构，同时还允许我们在单次打印中创建电缆驱动的机器人。” “粘弹性印刷材料嵌入了我们一直在寻找的机械灵活性，因为这些材料允许产生真正有趣的被动行为。从本质上讲，该过程使机械设计能够将某些功能编程到机器人中。”

研究人员设计的机器人手指具有类似于人类的骨骼几何形状，韧带结构，人造肌肉和粘弹性腱。使用多材料3-D打印机将所有这些组件合成为单个零件。Tebyani和她的同事还使用称为MuJoCo的流行物理仿真引擎开发了手指模型。这样一来，他们就可以将机器人手指在模拟中所获得的结果与现实环境中手指的印刷原型所获得的结果进行比较。