Forskare vid Massachusetts Institute of Technology har utvecklat en metod för att skriva ut på en 3D-skrivare
I sitt arbete, publicerat i ScienceFramsteg har ingenjörer tryckt "arkitektoniska material" - galler vars mekaniska egenskaper enbart beror på arkitekturen. Att till exempel ändra storleken eller formen på cellerna i gittret gör materialet mer eller mindre flexibelt.
Kristallina gitterstrukturer med luftfyllda kanaler. Urtagen i mitten av gallren är sensorernas öppningar. Bild: MIT News
Forskare inkluderar luftkanaler istruktur med 3D-utskrift med digital ljusbearbetning. I denna metod dras en struktur från en pöl av harts och stelnas till önskad form genom exponering för ljus. Bilden projiceras på ett flytande material och de områden där ljuset träffar hårdnar.
Svårigheten med att skapa ihåliga kanaler är att hartset fastnarFör att lösa detta problem använde forskarna en kombination av tryckluft, vakuum och sofistikerad rening för att avlägsna överflödigt harts.
När den färdiga strukturen flyttas eller kläms deformeras de sensoriska kanalerna och luftvolymen inuti förändras.Forskare mäter tryckfall och tar reda på hur materialet deformeras.
Ett mjukt robotfinger tillverkat av två cylindrar som består av HSA auxetics. Bild: MIT News
För att visa på möjligheterna med att använda tekniken 3D-printade forskarna en mjuk robot från HSA auxetic.Det är ett material med ett negativt Poissons förhållande, som används inom robotik.När de sträcks blir sådana material tjockare snarare än tunnare i en riktning vinkelrätt mot den applicerade kraften.
Den skapade roboten kunde utföra flera rörelser,inklusive böjning, vridning och förlängning. Roboten utförde olika rörelser i mer än 18 timmar, och forskarna använde data från "vätskesensorer" för att träna ett neuralt nätverk som exakt förutspådde robotens rörelser.
Vi kan ta allt material vi kanskriva ut på en 3D-skrivare och kör kanaler genom den för att få en känslig struktur. Och använder man riktigt komplexa material kan man få rörelse, uppfattning och struktur samtidigt.
Lillian Chin, medförfattare till studien vid Massachusetts Institute of Technology
Läs mer:
Einsteins förutsägelse kan gå i uppfyllelse: hur ett experiment med osynliga atomer kommer att förändra fysiken
På pyramiden i Kina hittade ett porträtt av "förfädernas kung". Han regerade för över 4 000 år sedan
"Detta är science fiction": forskare skapar en fundamentalt ny typ av kvantdatorer