隨着現在機器人技術的創新與普及，開發能夠模仿有機物行為的軟性機器人成為一種新的研發方向。在災難管理、海洋保護或醫療保健等應用中，這些先進的設備與人類一起工作，具有更大的潛力。日本山形大學的研究人員已經開發出了全3D打印的執行器，該執行器可以構成類似水母的軟機器人。
3D打印驅動器可以實現類似水母的肌肉收縮方式
使用基於紫外線的3D打印機，該團隊能夠將新合成的粒子雙網絡（P-DN）水凝膠固化成一種與月水母的肌肉相似的收縮機制。基於他們新穎的設備，科學家們現在打算創建一個具有潛在海洋野生生物監視應用程序的完整的水生機器人。
在團隊開始3D打印其執行器之前，他們合成了一種新型的交聯P-DN水凝膠，該凝膠由硬而脆的第一聚合物和較軟的第二層組成。該材料的特點是高含水率，增強的強度和出色的可印刷性，為它們的裝置形成了堅實而易延展的基礎。
準備好配方後，科學家們使用基於UV的3D打印機將其聚合成三個獨立的部分：連接器，底座和盒子。從理論上講，“底座”和“盒”設計為通過注入空氣而變形，從而產生提供推進所需的收縮，而“連接器”僅將硅樹脂管固定在執行器的主體上。
為了進行測試，團隊3D打印了五個不同的原型，發現凝膠的彈性與所用單體的類型緊密相關，並且達到了交聯的水平。同樣，執行器的生產寬度為0.4-0.5 mm，因為較厚的層會出現膨脹，從而導致零件不一致。
在壓縮測試中，通過管道將空氣注入執行機構，科學家發現他們能夠通過調節其組成部件的彈性模量來控制其變形。該設備還顯示出與扁圓月水母相同的收縮率，可能使其成為完整機器人複製品的理想基礎。
紫外線3D打印機制造的五個凝膠致動器原型
研究人員認為，完善執行器壁厚與其軌跡之間的關係，將是開發改進的設備迭代的關鍵。目前，該團隊打算將其執行器集成到一個新穎的海ly啓發式機器人中，最終目的是在海洋保護應用中使用它。
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