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一种新型的3D打印“仿生皮肤”将使机器人能够通过触摸感知周围的世界。研究人员还表示,这项成果向直接在人体上“打印”电子设备的目标又迈进了一步。
在印刷过程中,牺牲层可以保持顶层的位置不变,一旦印刷完成,这层就会被冲走。在印刷过程中,牺牲层可以保持顶层的位置不变,一旦印刷完成,这层就会被冲走。
新浪科技讯 北京据国外媒体报道,在不久的将来,一种新型的3D打印“仿生皮肤”将使机器人能够通过触觉感知周围的世界。研究人员还表示,这项成果向直接在人体上“打印”电子设备的目标又迈进了一步。
这项技术中使用的多层“墨水”可以在室温下凝固,因此用它打印的电子织物有着几乎无穷无尽的应用可能性,包括用于手术机器人或检测爆炸物的可穿戴设备。
明尼苏达大学的工程师使用他们开发的3D打印机来制造这些可扩展的电子传感设备。这种特殊的打印机有四个喷嘴,可以为不同层次的仿生皮肤提供不同类型的特殊墨水。“我们开发的可扩展电子织物有许多实际应用,”机械工程助理教授迈克尔·麦卡尔平说。“在手术机器人上使用这种仿生皮肤,可以让外科医生在微创手术中有真实感,从而让手术变得更容易,而不是像现在这样只使用摄像头。对于其他机器人来说,这些受体可以帮助它们更方便地行走,并与周围环境进行互动。”
这种电子织物有一个由硅制成的基层,顶部和底部电极由导电墨水、螺旋压力传感器和“牺牲层”组成。在印刷过程中,牺牲层可以保持顶层的位置不变,一旦印刷完成,这层就会被冲走。
传统的3D打印系统通常使用高温、刚性的液体塑料,而这项研究中使用的多层“墨水”可以在室温下凝固,这意味着它可以直接打印在人类皮肤上。“虽然我们还没有在人类皮肤上打印,但我们已经用这种技术成功地在一只模型手的曲面上打印了,”麦卡尔平说。“我们还用皮肤接触了一种印花织物,惊讶地发现它非常敏感,甚至可以实时检测脉搏。”
除了潜在的医疗应用,研究人员还表示,这种材料将代表“终极可穿戴技术”。使用这种材料,未来我们可以通过皮肤直接监测健康状况,或者在军事场景中检测危险化学品或爆炸物。“这是一种全新的3D打印电子设备的方法,”梅尔卡平说。“我们有一台多功能3D打印机,它可以在不同的水平上打印,并制作这些可扩展的感觉设备。从健康监测到能量收集再到化学检测,这项技术可以应用在很多方向。”
研究人员还表示,这项技术的实际应用将很快到来,因为产品的制造已经融入到打印过程中。“在大多数研究中,你有一些发现,然后这些发现需要扩大规模,”梅尔卡平说。“有时,一项技术需要很多年才能应用。这一次,产品制造已经集成到打印过程中,这项技术已经准备好投入实际应用。未来的可能性是无穷的。”
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