Robot squid that can be 3D-printed is being developed by the Army
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最近，美國陸軍研究實驗室和明尼蘇達大學，正在開展一項聯合研究項目，利用3D列印技術，來開發用於戰鬥場合的新型柔性機器人。
就像其他3D列印軟機器人項目一樣，研究人員從自然界獲得靈感，並嘗試在生物結構之後，為其3D列印的柔性機器人建模。陸軍希望借助魷魚等無脊椎動物的靈活性，作為提高機器人在戰場上的可操作性、彈性和隱身性的一種方式。
就像其他3D列印軟機器人項目一樣，研究人員從自然界獲得靈感，並嘗試在生物結構之後，為其3D列印的柔性機器人建模。陸軍希望借助魷魚等無脊椎動物的靈活性，作為提高機器人在戰場上的可操作性、彈性和隱身性的一種方式。
據研究非線性結構動力學的陸軍研究員Ed Habtour博士說：「成功的隱身機動，需要高度的結構靈活性和分布控制，以便潛入狹窄的空間，長時間運行並模擬生物學形態和適應性。」
目前用於軍事行動的機器人，主要由剛性機械和電氣零組件組成，限制了其靈活性。它們實現更複雜的運動類型，也依賴於複雜的電路和機制。
未來軍事機器人研究的一個關鍵目標，是從更基本的機制中獲得相同類型的運動，降低其複雜性並改進其構建方式。這就是研究人員看待自然世界的原因。
未來軍事機器人研究的一個關鍵目標，是從更基本的機制中獲得相同類型的運動，降低其複雜性並改進其構建方式。這就是研究人員看待自然世界的原因。
該小組研究了蠕蟲、章魚、昆蟲等無脊椎動物，研究它們如何在沒有骨架，或其他剛性部分的情況下，實現有效運動。在深入瞭解這些，軟分布式驅動電路背後的機制之後，他們利用他們的見解，將3D列印原型組裝在一起。
他們採用一種通用的模型，利用3D列印技術，以及與無脊椎動物，具有相似機械特性的柔軟可拉伸材料。該原型是第一款可以執行高彎曲運動的，完全3D列印介電彈性體致動器（DEA）。然後對這個3D列印的原型進行進一步的測試，以獲得更多有用的數據。
「這項研究成果，是向Solider提供一個，自主的自由形式製造平台，一種可列印功能材料，和設備的新一代3D列印機，可在需要時生成軟執行器，和潛在無繩柔性機器人，」Habtour說。
以無脊椎動物為原型的軟機器人，不僅在軍事行動方面具有優勢，而且在戰術要求較高的情況下，士兵也可以輕鬆組裝起來。軟DEA的基本材料屬性，會給機器人提供必要的可操作性。這意味著士兵可以很容易地，透過有限的技術知識，在戰場上進行3D列印。此外，與目前3D列印的DEA不同，後處理步驟（如乾燥和組裝）不是必需的，可節省大量時間。
正在進行的研究，將進一步瞭解無脊椎動物靈活運動，和韌性背後的原理，這可能會有更多有用的應用。
Habtour說：「材料的微觀力學性質，和各種非線性之間的有趣互動，可能提供新的科學機會，來模擬生物系統中的共生相互作用。如果我們能夠理解這些相互作用，那麼我們就可以利用這些見解，來製造動態結構和靈活的機器人，這些機器人被設計成具有自我意識、自我感知能力，並且能夠即時調整其形態和特性，以適應複雜的外部和內部條件。」
Habtour說：「材料的微觀力學性質，和各種非線性之間的有趣互動，可能提供新的科學機會，來模擬生物系統中的共生相互作用。如果我們能夠理解這些相互作用，那麼我們就可以利用這些見解，來製造動態結構和靈活的機器人，這些機器人被設計成具有自我意識、自我感知能力，並且能夠即時調整其形態和特性，以適應複雜的外部和內部條件。」
據悉，該項研究結果已經發表在Extreme Mechanics Letters (EML)雜誌上，標題為「3D列印電動軟驅動器」。
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