Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Printer fremtidens bløde robotter

Tredimensionel udskrivning giver unikke fordele, men står stadig over for mange udfordringer, til fremstilling af små, fleksible robotter, der kan navigere gennem menneskekroppen og andre trange rum, ifølge en anmeldelse i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

Forskere ved Sydkoreas Jeju National University undersøgte den nyeste forskning og udvikling inden for fremstilling af bløde robotter ved hjælp af 3D-printteknologier. Deres undersøgelse konkluderer, at 3-D print er velegnet til at bygge robotter, der har komplekse ydre former sammen med en internt porøs struktur. Ikke desto mindre, feltet er stadig nyt, og store huller skal løses for at kunne printe robotter med flere materialer, der let klæber til hinanden.

Bløde robotter er fremstillet af materialer, der er meget kompatible, såsom væsker, geler og polymerer, så de kan efterligne funktioner, der findes i levende organismer. I de sidste par år, der har været en betydelig tendens i retning af at bruge 3-D-print til deres fremstilling i stedet for konventionelle støbe- og støbemetoder.

Mange 3D-udskrivningsteknologier er tilgængelige. De konverterer alle digitale data til tredimensionelle objekter ved at tilføje successive lag af et materiale, indtil objektet er fremstillet. Udskrivningsteknologierne bruger forskellige typer materialer og tilgange til lagdeling af dem. For eksempel, forskere brugte 'selektiv lasersintring' af pulveriserede metaller til at udvikle en blød robothånd med flere fingre, der kan løfte, greb, spin og placer objekter præcist.

Andre materialer, der bruges til at 3D-printe bløde robotter, omfatter dielektriske elastomerer:polymerer, der ændrer deres størrelse og form, når de stimuleres af et elektrisk felt; form hukommelsespolymerer, som ændrer deres form som reaktion på varme; og hydrogeler, der påvirkes af en række stimuli, herunder varme, elektricitet, surhed, magnetisme og lys.

Bløde robotter bliver testet til en række forskellige formål i og uden for den menneskelige krop. For eksempel, en 3D-trykt blød silikone pumpe kunne bruges som et kunstigt hjerte. 3-D-printede bløde 'mikro-biobots', som kan rejse gennem blodkar eller tarm, undersøges for at overvåge sygdomme. Uden for kroppen, bløde robotter udvikles til proteser, til overvågning af vitale tegn, og for organ-på-en-chip-enheder, der kan erstatte dyr i lægemiddeltestning.

Men der er stadig mange udfordringer med at forbedre disse teknologier til klinisk brug. Materialerne krymper undertiden under størkningsprocessen, for eksempel. Også, 3-D-print er endnu for langsom til masseproduktion.

Disse teknologiers kommercielle succes, konkluderer forskerne, vil afhænge af at udvikle hurtige prototyper, der kan føre til masseproduktion. Robotter skal også være billige og tilfredsstille markedets behov.


Varme artikler