磁场控制的3D打印机器人网格结构

发布者:匿名 2019-01-25 浏览量:1408

北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种新型机器人这种机器人可以漂浮在水面上可以通过外加磁场进行控制。这些3D打印的柔性网状结构可以抓小物体并携带水滴,使它们能够模仿生活在水面上的生物。它们还可以作为细胞培养的组织支架。

这项研究显示了3D打印和软机器人技术相结合的新兴领域的能力

该研究发表在一篇题为“3D打印硅胶软结构与程序化磁毛细管重构”的论文中。研究人员描述了他们如何用有机硅微珠制成墨水,由液体硅胶结合并含在水中。这产生了一种类似于牙膏的“同复合触变膏”,因为它可以很容易地通过孔挤压,但一旦沉积就保持其形状。

然后研究人员使用3D打印机将浆料成形为网状图案。图案在烘箱中固化以产生柔性硅树脂结构,通过施加磁场可以拉伸和折叠

这种自增强浆料使我们能够创造出超柔软和柔韧的结构北卡罗来纳州立大学博士Sangchul Roh说。

嵌入羰基铁粒,广泛使用并具有高磁化强度,使我们能够对磁场梯度产生强烈反应材料科学与工程教授Joseph Tracy补充道。

Velev说:“这些结构也是促进细胞增大的,这意味着它们可以向各个方向扩展和收缩。通过3D打印,我们可以在施加磁场之前和之后控制形状。”

这种结构也可以在水上漂浮的时候使用,类似于诸如水上行走的昆虫。

模仿体内的活体组织是这些结构的另一种可能应用Roh.说。

研究人员在论文中描述了他们如何能够创建可重构的网格,这种结构可以抓住一个小小的铝箔球和一个可以携带单个水滴然后根据需要通过网格释放的结构。这项研究的工作涉及到研究人员打开磁场,磁场导致网格向中心收缩,并在其表面形成水滴。当磁场关闭时,网格再次伸展到它的最大尺寸,让滴落下。这种设计可以允许液体的运输和根据需要混合液体的选择。

就目前而言,这是一个早期阶段的概念验证软机器人执行器

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