Ученые из Эдинбургского университета совершили прорыв в области 3D-печати, представив первую в мире настольную систему для создания мягких роботов. Инновационное устройство позволяет производить гибкие роботизированные конструкции, которые способны адаптироваться к окружающей среде и выполнять сложные движения, начиная функционировать сразу после завершения печати.
Уникальное изобретение получило название Flex Printer. Особенностью устройства является его доступность — оно собрано из широко распространенных компонентов, что делает технологию более демократичной.
Ключевой инновацией стал революционный метод печати “вверх ногами”, который позволяет работать с материалами, ранее считавшимися непригодными для традиционной FDM-печати (Fused Deposition Modeling). Это значительно расширяет возможности создания гибких конструкций и открывает новые перспективы в области разработки мягких роботов.
Практическое значение разработки заключается в том, что теперь создание функциональных мягких роботов становится более простым и доступным процессом, что может ускорить развитие робототехники и расширить области её применения в различных сферах.
Основная сложность в развитии мягкой робототехники заключается в отсутствии стандартизированных методов массового производства. Разработанный Flex Printer успешно преодолевает эту проблему благодаря ряду инновационных решений.
Технологические усовершенствования включают использование специальной нити диаметром 2,85 мм, которая демонстрирует в семь раз большую устойчивость к изгибу по сравнению со стандартным материалом 1,75 мм. Это значительно повышает качество получаемых изделий.
Производительность процесса повышается за счет применения высоких скоростей печати, что позволяет минимизировать возникновение дефектов при производстве. Открытая конструкция принтера обеспечивает улучшенную систему охлаждения, что также положительно влияет на качество конечного продукта.
Перевернутая конфигурация печати становится ключевым преимуществом устройства. Такой подход позволяет создавать герметичные каналы и тонкие мембраны без провисания под действием гравитации, что было невозможно при традиционном способе печати. Это существенно расширяет возможности для производства сложных конструкций в области мягкой робототехники.
В совокупности эти технические решения делают Flex Printer важным шагом к стандартизации производства мягких роботов и их массовому внедрению в различные сферы применения.
Презентация возможностей новой платформы 3D-печати впечатляюще продемонстрировала потенциал технологии на примере создания миниатюрного четвероногого робота. Устройство размером с ладонь было изготовлено из термопластичного полиуретана (TPU), что позволило получить необходимую гибкость конструкции.
Исторический момент произошел, когда после подключения к источнику сжатого воздуха робот самостоятельно покинул платформу печати. Исследователи охарактеризовали это достижение как «святой Грааль» в сфере мягкой робототехники, подчеркивая его исключительную значимость для развития отрасли.
Уникальной особенностью созданного робота стало полное отсутствие электронных компонентов. Управление движениями осуществляется за счет встроенной пневматической логики, что делает конструкцию более простой и надежной, а также открывает новые возможности для применения в различных областях.
Данное достижение демонстрирует значительный прогресс в развитии технологий мягкой робототехники и подтверждает потенциал Flex Printer как революционного инструмента для создания функциональных гибких роботов.
Инновационная платформа имеет широкий спектр потенциального применения в различных критически важных областях. Особое внимание уделяется возможностям использования в медицинской сфере, где гибкость и адаптивность мягких роботов может открыть новые горизонты лечения и реабилитации. Также перспективным направлением является утилизация ядерных отходов и участие в космических миссиях, где традиционные роботы сталкиваются с серьезными ограничениями.
Дальнейшее развитие технологии предполагает внедрение многокомпонентной печати, что позволит создавать еще более сложные конструкции. Планируется создание уникальной библиотеки шаблонов под названием «Бестиарий текучих машин», которая станет хранилищем готовых решений для повторного использования в робототехнике.
Экологический аспект разработки заслуживает особого внимания. Ученые подчеркивают, что значительное снижение стоимости и упрощение процесса производства открывает путь к формированию циклической экономики. В такой модели роботы после завершения своего жизненного цикла могут быть переработаны и использованы для создания новых изделий, что соответствует принципам устойчивого развития и минимизации отходов.
По материалам:
ixbt
