3D列印的機器人夾具在沒有電子設備的情況下拾取、握住和釋放物體

加州大學聖地亞哥分校的一組機器人專家與巴斯夫Forward AM的研究人員合作，生產了一種嵌入流體控制電路的3D列印機器人抓取器，該抓取器工作良好，不需要使用電子設備。通過使用內置重力和觸摸傳感器，靈活的3D列印機器人抓取器可以拾取、握住和釋放物體。研究小組表示，在這項工作之前，並不存在這樣的夾具，至少在沒有電子設備幫助的情況下是這樣。3D列印的機器人抓取器有兩個爪子，既可以抓取又可以釋放物體。它通過一系列類似於可打開和關閉的小門的閥門發揮作用。

當使用者水平轉動抓取器時，閥門內的氣流發生變化，這會觸發抓取器的兩個手指釋放它們所握住的任何東西。因此，每當使用者需要拿起東西時，他們只需將3D列印的機器人抓取器按到物體上，直到閥門被觸發並且爪子閉合。如果他們想放開物品，只需將抓取器向側面轉動，它就會自動釋放物品。

軟機器人由柔性資料製成，通常由空氣提供動力。傳統上，製造它們是一個複雜的手動過程，但研究人員找到了一種使用3D列印來製造它們的方法，特別是一種稱為熔絲製造(FFF)的方法。3D列印技術使他們能夠以更少的手工工作創建更複雜的結構。但這種3D列印方法對軟機器人來說存在挑戰，因為列印出來的機器人通常太僵硬並且存在洩漏。

為了解決這個問題，加州大學聖地亞哥分校和巴斯夫Forward AM的機器人專家和研究人員提出了一種設計，使他們能夠一次性列印帶有嵌入式流體控制組件(執行器和閥門)的柔軟且氣密的機器人設備。他們成功地列印出了比以前嘗試的要柔軟得多的執行器(移動的零件)，並且可以彎曲成一個完整的圓圈。他們還列印了氣動閥(控制氣流的零件)，可以處理高壓力和低控制壓力。

通過將這些軟執行器和閥門相結合，他們創建了一個完全3D列印的抓取器，無需任何電子設備即可工作。然後，該抓取器(由Yichen Zhai、Albert de Boer、Martin Faber、Rohini Gupta 和Michael T. Tolley 開發的研究產品)可以保持其柔軟性和氣密性，同時通過約16小時19分鐘的單一3D列印過程製成。列印後也不需要額外的手工工作或修復缺陷，使得該過程可重複且可供其他人使用。