可编程网络结构打印多个生物组织

北京科学技术，7月20日（Zhang Mengran记者）瑞士的Eth Lausanne团队开发了一种3D打印的可编程网络结构，使单泡沫材料可以打印各种生物组织，从软肌肉到硬骨。结果是在最后的科学进展中提出的，为仿生机器人设计开辟了新的途径。在自然界中，动物的复杂运动取决于软组织和硬组织的协同作用。例如，Goup的快速行程，蛇的柔性原始绳索和人手的薄握在没有肌肉，肌腱，韧带和骨骼之间没有问题的情况下进行调整。这些织物一起提供了运动所需的能量，精度和运动范围。但是，在机器人技术领域复制组织的这种生物学多样性是一个巨大的挑战。目前，多材料3D打印技术可以在某种程度上模拟一定程度的生物学多样性组织，但是这种方法对刚性和负载能力的控制有限，这使得在整个结构中都很难进行连续调整。现在，新的可编程网络结构将生物组织的多样性与机器人的精确控制结合在一起，并将其与机器人技术相结合。网格由简单的泡沫材料制成，允许基本单元以各种形式和位置进行编程。每个单元具有超过100万个配置，可以组合使用，从而导致几乎无限的几何变化。该团队使用这项技术来创建仿生大象机器人。它具有柔软的躯干，躯干和臀部结构，膝盖和臀部脚，表现出很高的柔韧性和结构稳定性。网络结构的原子核在两个尖端中发现了主要细胞：集中的立方单元和立方体X的单位。当用于“机器人组织”的3D打印时，每个立方单元都可以表现出不同的刚性，变形型。离子能力和负载特性，支持无限组合。例如，由四个重叠单元组成的网络立方体可以生成约400万个配置，而五个单元可以生成超过7500万个配置。这种能力尤其足以模仿肌肉器官的复杂结构，例如大象鼻子。大象机器人模型这种双重编程功能允许大象躯干的复杂运动，并保持双方之间的软跃迁。这为未来的机器人研究提供了足够的空间。网络结构具有出色的阻力和重量关系，类似于蜂窝的结构，这使您可以创建轻巧有效的机器人。开放设计也适用于流体环境中的运动，该结构提供了更明智的功能。 [编辑的圈子]在自然界中，许多生物在熟练地熟练时都实现了有效的运动，适应性和生存带有柔性组织的刚性结构。这些生物学策略为仿生机器人设计提供了灵感。但是，传统机器人受材料的刚度和传导方法的限制，这使得很难模拟天然生物的“硬度和柔软性”特性。因此，在许多情况下看到的机器人是僵化的，而“坚硬和柔软的”机器人相对罕见。大多数新的研究结果都使用常见的泡沫材料来提供解决“硬和仿生机器人”的开发的解决方案，并使用3D印刷的可组合和可组合的生物学织物。