美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的工程師團隊開(kāi)發(fā)了一種可一步構建機器人的新設計策略和3D打印技術(shù)。這項研究進(jìn)展發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，展現了各種能夠行走、機動(dòng)和跳躍的微型機器人的構造。
3D打印“元機器人”能夠進(jìn)行推進(jìn)、運動(dòng)、傳感和決策。
此次打印的超材料由包含感覺(jué)、移動(dòng)和結構元素的內部網(wǎng)絡(luò )組成，可按照程序設置自行移動(dòng)。由于移動(dòng)和傳感的內部網(wǎng)絡(luò )已就位，唯一需要的外部組件就是為機器人 供電的小電池。而新方法的關(guān)鍵是壓電超材料的設計和印刷，壓電超材料是一種復雜的晶格材料，可響應電場(chǎng)改變形狀和移動(dòng)，或基于物理力而產(chǎn)生電荷。
3D打印的壓電超材料晶格，構成了 “元機器人”的基礎。
該項研究的首席研究員、UCLA工程學(xué)院助理教授鄭小雨表示，新方法將有助于發(fā)展一類(lèi)自主材料，其可取代目前制造機器人的復雜組裝過(guò)程。新方法將復雜的運 動(dòng)、多種傳感模式和可編程決策能力緊密集成在一起，類(lèi)似于生物系統中的神經(jīng)、骨骼和肌腱協(xié)同工作，以執行受控運動(dòng)。
研究團隊展示了這種機器人與板載電池和控制器的集成，以實(shí)現3D打印機器人的完全自主操作，每個(gè)機器人都有指甲那么大。這些“元機器人”有望帶來(lái)生物醫學(xué) 機器人的新設計，如自轉向內窺鏡或體內“游泳機器人”；未來(lái)其還可探索危險環(huán)境，如在倒塌的建筑物中快速進(jìn)入密閉空間，評估危險級別并尋找被困在瓦礫中的 人。
研究人員稱(chēng)，他們的驅動(dòng)元件可在整個(gè)機器人中精確布置，以在各種類(lèi)型的地形上進(jìn)行快速、復雜和擴展的運動(dòng)。他們還提出一種設計機器人材料的方法，以便用戶(hù)可制作自己的模型并將材料直接打印到機器人中。
研究人員演示了3個(gè)具有不同功能的“元機器人”：一個(gè)展示了繞過(guò)S形拐角和隨機放置障礙物的能力；另一個(gè)可在撞擊時(shí)逃跑；第3個(gè)可在崎嶇的地形上行走，甚至可小幅度跳躍。