意大利研究人員設計并制造了一種由3D打印結構組成的人造氣動(dòng)肌肉，其可根據需要伸展和收縮。據《科學(xué)·機器人》雜志報告，這是一種在單一打印過(guò)程中制造、由18種不同GRACE（能夠收縮和拉長(cháng)的執行器）組成的氣動(dòng)手。
每個(gè)GRACE執行器都可簡(jiǎn)單地通過(guò)其幾何形狀進(jìn)行擴展、延伸和收縮，類(lèi)似于帶有褶皺的主軸，可使用不同材料和不同尺寸進(jìn)行3D打印。
圖片來(lái)源：意大利理工學(xué)院
人造肌肉的創(chuàng )造是機器人領(lǐng)域追求的目標之一，因為在自然界，肌肉組織具有復雜的特征，從快速而有力的收縮，到形狀上微小而精確的變化都可靈活控制，還能進(jìn) 行高度靈活的運動(dòng)。單個(gè)肌肉纖維只能實(shí)現收縮，盡管如此，但正是它們在復雜肌肉結構中的特定排列才能實(shí)現彎曲、扭轉和對抗運動(dòng)等關(guān)節變形。
研究小組此次從單個(gè)氣動(dòng)執行器開(kāi)始嘗試進(jìn)行突破。每個(gè)執行器都可通過(guò)其幾何形狀簡(jiǎn)單地擴展、延伸和收縮，類(lèi)似于帶有褶皺的主軸，包括一個(gè)可使用不同材料和不同尺寸進(jìn)行3D打印和制造的獨立單元。各種GRACE打印并組裝成復雜的架構，以提供所需的運動(dòng)類(lèi)型。
研究人員稱(chēng)，這些GRACE可制成不同的尺寸，可改變它們在變形和強度方面的性能，還能用各種材料和技術(shù)制造它們，甚至內置到要制造的結構中。
研究人員利用商用3D打印機經(jīng)一次打印過(guò)程制造出了氣動(dòng)手，并展示了GRACE的特性。打印氣動(dòng)手所用的材料是一種軟樹(shù)脂，包含18個(gè)不同大小和形狀的 GRACE，因此只需十分之幾帕的壓力，就可彎曲手指、扭轉手掌和旋轉手腕。氣動(dòng)手重約100克，大小與人手相當。
全新的設計使氣動(dòng)手可支撐超過(guò)其自身1000倍的重量，具體取決于制造它們的材料。事實(shí)上，產(chǎn)生的力和所需的壓力可通過(guò)使用不同剛度的材料、修改構成這些執行器的膜的厚度來(lái)增加或減少，同時(shí)保持相同的收縮和伸展性能。