愛(ài)丁堡大學(xué)推出世界首款從3D打印機(jī)上直接走出來(lái)的軟體機(jī)器人

2025年5月28日，南極熊獲悉，愛(ài)丁堡大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了世界上首款能夠立即行走的軟體機(jī)器人，由低成本定制的3D打印平臺(tái)生產(chǎn)。開(kāi)源的平臺(tái)有望幫助克服軟體機(jī)器人系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用方面長(zhǎng)期存在的障礙。

這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)由愛(ài)丁堡大學(xué)機(jī)器人與自主系統(tǒng)博士培訓(xùn)中心的博士生 Maks Gepner 和 Jonah Mack 在生物工程研究所所長(zhǎng) Adam A. Stokes 教授的指導(dǎo)下開(kāi)發(fā)。相關(guān)研究以題為“A standardised platform for translational advances in fluidic softsystems”的論文發(fā)表在Cell Press旗下期刊《Device》上，并由工程與物理科學(xué)研究委員會(huì) (EPSRC)資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100800

通過(guò)定制3D打印系統(tǒng)打造的這些機(jī)器人具有小型四足裝置，完全由軟塑料制成，一旦連接到壓縮空氣源，這些手掌大小的機(jī)器就可以直接從打印機(jī)上走下來(lái)，無(wú)需任何電子設(shè)備或后處理。

△軟體機(jī)器人。圖片來(lái)自愛(ài)丁堡大學(xué)。

拓寬軟體機(jī)器人的應(yīng)用范圍

軟體機(jī)器人技術(shù)依賴(lài)于柔性材料，在生物醫(yī)學(xué)程序、核退役和太空任務(wù)等高風(fēng)險(xiǎn)和敏感環(huán)境中的應(yīng)用前景廣闊。然而，由于成本高昂、制造復(fù)雜以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化流程，軟體機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中面臨障礙。

△3D打印的軟體機(jī)器人肌肉。視頻來(lái)自康奈爾大學(xué)

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，愛(ài)丁堡團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的桌面3D打印系統(tǒng)——Flex Printer，使用現(xiàn)成的組件即可組裝，成本不到400英鎊。研究人員指出：“構(gòu)建和操作這套名為Flex Printer的新系統(tǒng)幾乎不需要任何先驗(yàn)知識(shí)，首次使用者只需幾天就能組裝好并開(kāi)始制作機(jī)器人。”

△軟體機(jī)器人制作流程

為了鼓勵(lì)更廣泛的應(yīng)用和進(jìn)一步的創(chuàng)新，研究團(tuán)隊(duì)已將 Flex Printer 設(shè)計(jì)開(kāi)源。他們的目標(biāo)是讓軟體機(jī)器人技術(shù)普及化，并促進(jìn)跨學(xué)科合作。

首席工程師 Maks Gepner 表示：“過(guò)去，人們需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間才能弄清楚如何使用這些材料進(jìn)行打印?，F(xiàn)在，任何人都可以輕松打印出以前被認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的東西。這對(duì)工程師和藝術(shù)家來(lái)說(shuō)都將是一個(gè)顛覆性的變革。我們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠推動(dòng)下一波研究突破。我們相信，擺脫長(zhǎng)期存在的制造和設(shè)計(jì)瓶頸，軟體機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生重大影響。”

機(jī)器人和3D打印的進(jìn)步

今年5月，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員推出了Berkeley Humanoid Lite，這是一款可定制、可3D打印的人形機(jī)器人，專(zhuān)為研究人員、教育工作者和業(yè)余愛(ài)好者設(shè)計(jì)。與售價(jià)高達(dá)10萬(wàn)美元的商用人形機(jī)器人不同，Berkeley Humanoid Lite只需使用標(biāo)準(zhǔn)零件和桌面3D打印機(jī)即可組裝，成本不到5000美元。

2023年，伍斯特理工學(xué)院(WPI) 研究員 Markus Nemitz 獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)頒發(fā)的 599,815 美元職業(yè)發(fā)展獎(jiǎng) (CAREER Award)，用于開(kāi)發(fā)一類(lèi)新型低成本、可定制的 3D 打印軟體機(jī)器人。這些機(jī)器人能夠穿越具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境，有望最終用于搜救行動(dòng)。