原标题：3D打印类昆虫“柔性机器人”问世 专家称将加速各范畴科研开展
3D打印正在不断向新的范畴打破。
日前，有报导称，美国加州大学圣地亚哥分校的研讨人员运用3D打印技能，制作出一只柔性机器人，整个打印进程简略而且快速。运用这一办法，能够仅运用3D打印机，便能完成制作类似昆虫的柔性机器人。
其间，最重要的技能打破便是3D打印出柔性骨架。柔性骨架与传统的柔性机器人很不同，会像昆虫的结构相同在特定区域增强刚度，而传统的柔性机器人一般只在实体上黏附柔性资料。据悉，一个完好拼装的类昆虫柔性机器人，由几个柔性骨架组成。每个骨架组件，需求大约10分钟的打印时刻，在不到两小时内，就能打印和拼装出一个制品。
值得注意的是，这一技能将大幅度的下降本钱。其单个组件的3D打印本钱不到1美元，除此以外最贵的部件便是处理电源、传感器和电池。科研界相关人士在承受21世纪经济报导记者正常采访时以为，此类新的3D打印技能，将有助于加速各范畴在科研方面的开展。“假设没有3D打印，在试验进程中，需求自己去寻觅合适的零部件。假如要采纳特别的订制办法，本钱很高，肯定远远超越1美元。”
促进仿生范畴开展
近年来，3D打印技能作为一种快速成型技能，现已趋于成熟化。该技能以数字三维模型为图纸，选用数字技能资料打印机，以完成逐层打印制作物品。现在，现已有不少企业开始运用3D打印技能制作的零部件，而且广泛运用于轿车、航空、牙科、医疗等各大范畴。
据了解，3D打印柔性骨架，其主要办法是把刚性资料，打印在柔软的薄聚碳酸酯板上来制作。开展中的3D打印技能，能够大幅进步仿生范畴的研讨开展，例如制作打印蛇形柔性机器人。蛇形柔性机器人能够使用在杂乱地势或多层多缝隙地势的勘测作业。在高危杂乱地势和场景下，如地震后崩塌楼层的搜救都能够发挥效果。
再以昆虫柔性机器人为例，因为蜻蜓翅膀的纹路结构杂乱，因而具有优异的飞翔功能和机动性，3D打印出并模仿蜻蜓翅膀的结构，能够深入研讨细小飞翔器在气动力方面的理论。此前，任职于浙江大学宁波研讨院的张晟教授和他的团队，将蜻蜓翅膀的一个重要结构作为研讨目标，透过风洞试验的可视化办法来进行了研讨。
经过3D打印技能，制作了三种脉结构的仿蜻蜓翅膀：开放式节点结构、封闭式节点结构（带限弯器）和刚性机翼。运用高速开麦拉在风洞中对机翼结构的变形进行了可视化办法研讨，研讨节点结构机翼在滑翔飞翔中的效果。经过试验，了解了节点对机翼结构的柔度影响程度。此外，闭合的节点翼（带限弯器）使静脉结构具有灵敏性，而不会失掉关节的强度和刚度。
“蜻蜓在自然界中被称为飞翔达人，哪怕在狂风暴雨中仍旧能坚持平衡，无论是滑翔仍是在拍翅膀飞翔中。运用3D打印的昆虫柔性机器人，能够更好地操控飞翔器在极点条件下的运转，例如劲风大雨之类的极点气候。咱们经过学习和仿生蜻蜓翅膀，能够制作出更好的飞翔翼，对微飞翔器的开展很有协助。”张晟教授对21世纪经济报导记者表明。
下降运用本钱
3D打印技能不只被广泛运用于各大制作业范畴，其技能简略、廉价、快速成型的长处也深受科研人员的喜欢。本来费时吃力的试验资料，能够更快捷地经过3D技能量身打印，大幅度加速各科研范畴的研讨速度。
前述柔性机器人的打印办法，不需求任何特别设备，只需几分钟即可创立柔软灵敏的3D打印机器人。研讨人员没有将软资料增加到刚性机器人主体中，而是从软主体下手，在要害组件中增加刚性特征。这些结构创意来自于昆虫的骨骼，骨骼既有柔软的部分又有刚性的部分。
经过这项技能，只需很少的手艺拼装，就能够构建大型的柔性骨架机器人，而且能够建成类似乐高的零件库，轻松替换机器人零件。一起，3D打印技能，还将衍生出一些专门结合3D打印技能为一体的穿插型学科。
曩昔， 3D打印技能也被运用于模仿皮肤方面的研讨。任职于中科院上海高级研讨院的曾祥琼教授和她的团队，规划了一种新式压阻式皮肤传感器，模仿人体皮肤的纹路和灵敏度。这是一种新式资料，由交联的外表散布着碳纳米管的聚二甲基硅氧烷微球（MPs）组成，并经过3D打印而成。
由这些传感器制成的电子皮肤，其模量与人体皮肤类似；此外，它在外力效果下会发作弹性变形。经过模仿人体皮肤的触摸行为，研讨了电子皮肤对剪切力的呼应，发现触觉传感器对施加的剪切力敏感度高，具有呼应时刻短、耐久性高、灵敏性强等长处。
前述科研职业人士表明，电子皮肤的力学功能与人体皮肤类似，因而研发的电子皮肤能够穿戴在实在皮肤上，像皮肤相同适应与运动有关的皮肤应变。希望3D打印柔性触觉传感器能够用于各种工程使用，如皮肤贴片传感器网络和植入式生物医学设备。“在往后的作业中，咱们将体系地研讨不同微结构器材的传感和冲突学特性，以及器材的小型化和可扩展性规划。”
不过，无论是无人驾驶、3D打印、仍是量子核算等新式技能，依然还在等候消费级的打破。跟着5G的开展，以及工业互联网的打通，3D打印技能有望在更多的场景落地。
