高精度3D打印制造無線模塊化機(jī)器人

來源： PuSL摩方高精密

在機(jī)器人科技領(lǐng)域，研發(fā)具備多功能和強(qiáng)適應(yīng)性的系統(tǒng)，已經(jīng)成為研究推動(dòng)力。傳統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)受限于固定的結(jié)構(gòu)，這很大程度上削弱了它們?cè)趧?dòng)態(tài)環(huán)境中的適應(yīng)能力。想象一下，如果機(jī)器人能夠根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整自身的形態(tài)和功能，那么它們?cè)诟黝惌h(huán)境中的應(yīng)用前景將十分廣泛。

Anuruddha Bhattacharjee在南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)BAST實(shí)驗(yàn)室攻讀機(jī)械工程博士學(xué)位期間，傾力研發(fā)了一種模塊化機(jī)器人立方體。這種機(jī)器人立方體配備了磁性連接器和內(nèi)置磁鐵，使得它們可以相互連接并組建各種形態(tài)。借助外部磁控制器，這些模塊化機(jī)器人立方體能夠?qū)崿F(xiàn)無線操控，為微米級(jí)可重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)開辟了新的可能。

模塊化機(jī)器人設(shè)計(jì)

Bhattacharjee博士需要先設(shè)計(jì)和制造出功能模塊化的立方體，然后在立方體的表面嵌入磁鐵，這樣就可以通過外部電磁控制器進(jìn)行操縱。其中立方體的邊緣為2mm，帶有10個(gè)300μm的孔，用于嵌入磁鐵。為了使立方體正常運(yùn)作，他們需要在表面上精準(zhǔn)地制作微孔，以便嵌入磁鐵。該團(tuán)隊(duì)采用面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)這種超高精度3D打印技術(shù)，來制造出具有精確微孔的立方體。

△3D打印模塊立方體

無線控制立方體
在功能性模塊化立方體制作完畢之后，嵌有磁鐵的它們將被放入一個(gè)電磁三軸亥姆霍茲線圈裝置中進(jìn)行測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)自主組裝、按需拆卸以及重新配置的任務(wù)。模塊化機(jī)器人是否能成功自組裝，關(guān)鍵在于單個(gè)立方體的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。而這種精準(zhǔn)度，又直接取決于立方體制作的工藝水平，但市面上大多數(shù)的3D打印機(jī)都無法達(dá)到所需的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度。最后，Bhattacharjee博士選擇使用了摩方精密nanoArch®S140，該設(shè)備能夠幫助團(tuán)隊(duì)迅速制作出尺寸精確的立方體，為機(jī)器人的自組裝提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

僅用了兩周時(shí)間，我們便收到了3D打印樣件。nanoArch® S140憑借卓越的精準(zhǔn)度，根據(jù)我們的設(shè)計(jì)圖紙，精確地制作了所需的尺寸。摩方精密團(tuán)隊(duì)的高效溝通，讓我們得以加速研究進(jìn)程，并獲得超越預(yù)期的成果。有效交流、準(zhǔn)時(shí)交付和迅速響應(yīng)，展示出摩方精密作為長期合作伙伴的可靠性和專業(yè)性。因此，我們毫不猶豫地推薦摩方精密，他們是您值得信賴的合作伙伴。

—Anuruddha Bhattacharjee，博士，南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)BAST實(shí)驗(yàn)室

△3D打印立方體組裝成的模塊化機(jī)器人

展望未來
可重構(gòu)模塊化機(jī)器人可通過外部磁控制器進(jìn)行無線操縱，并根據(jù)指令進(jìn)行自我組裝或拆解。采用面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)制作的小型立方體和生物相容材料的可用性，為磁模塊化機(jī)器人應(yīng)用于手術(shù)工具和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開辟了新的可能性。