3D печать роботов - в университете создали первого в мире робота!

3D печать роботов — создали первого в мире робота!
Учёные из лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического университета разработали единственный в своём роде полностью функционирующий механизм, приводимый в движение законами гидравлики. Наиболее интересно то, что подобные роботы могут быть изготовлены на обыкновенных, коммерчески доступных 3D принтерах, и не нуждаются в финальной сборке. Метод, получивший название «печатная гидравлика» решает сразу две важные проблемы в технологиях аддитивного производства и передовой робототехники. Во-первых, до сих пор включение отдельных гидравлических компонентов в готовый механизм было чрезвычайно сложным и длительным процессом. Во-вторых, хотя многие современные 3D принтеры и оснащены несколькими экструдерами для употребления в 3D печати материалов различной плотности, использование твёрдых и жидких веществ одновременно для них весьма затруднительно.

3D печать роботов — создали первого в мире робота!

Работа CSAIL, частично финансируемая Национальным научным фондом, снимает эти ограничения и доказывает, что 3D печать твердыми и жидкими материалами в одном объекте является не только реальной, но и достаточно простой. Данная технология печати впервые была представлена в декабре 2015 года и её принцип заключается в использовании струйного 3D принтера для нанесения слой за слоем отдельных капель материала, диаметром 20-30 мкм, которые впоследствии и сформируют трехмерный объект. Каждый слой состоит из фотополимера, который затвердевает под воздействием УФ-света и не застывающего жидкого вещества. Кроме того, твёрдый материал может быть жёстким или гибким, в зависимости от преследуемых целей.

Для определения оптимальных структур, позволяющих осуществить необходимое отвердение используемого материала, исследователи провели десятки опытов с различными элементами. После ряда проб и ошибок им удалось определить, что наиболее подходящим устройством для осуществления желаемого является струйный 3D принтер. Именно он позволяет наиболее точно контролировать размещение материалов, благодаря чему появляется возможность создавать сложные, заполненные жидкостью, структуры.

3D печать роботов — создали первого в мире робота!

Для демонстрации этого уникального метода гидравлической 3D печати, группа учёных изготовила два впечатляюще функциональных механизма: крошечного шестиногого робота, способного ползать с помощью 12 гидравлических насосов, и 3D-печатную мягкую резиновую руку, которая может быть использована для робота Baxter Research Robot. Удивительный миниатюрный гексапод, который при длине около 15 см весит 700 грамм, примечателен тем, что для питания и движения ему требуется всего один двигатель постоянного тока. Помимо двигателя и его батареи, все прочие части робота созданы на 3D принтере.

3D печать роботов — создали первого в мире робота!

На печать механизма ушло около 22 часов, и он состоит из нескольких «гармошек», изготовленных непосредственно в теле робота, благодаря давлению жидкости в которых он движется, и 3D-печатного шестеренчатого насоса, который может производить непрерывный поток жидкости и преобразовывать его в механическую силу; а также вращающегося коленчатого вала, приводящего гидравлический привод в движение. Что касается роботизированного захвата, он был изготовлен из силиконовой резины с пятью пальцами, приводящимися в движение гидравликой.

3D печать роботов — создали первого в мире робота!

Самое приятное в том, что струйный 3D принтер может быть настроен для печати роботов различных размеров, форм и функций. Такая возможность делает эту технологию поистине универсальной и полезной. Организация предложила несколько реальных вариантов использования подобных механизмов. В том числе применение их в опасных условиях и при ликвидации последствий стихийных бедствий. В частности, роботы, которыми можно управлять с помощью смартфона, оказались бы невероятно полезными в изучении ядерных объектов, слишком опасных для человека и несущих риск повреждения стандартных электроприборов. Так или иначе, метод гидравлической печати CSAIL доказывает, что изготовление функциональных роботов с нуля не обязательно должно быть длительным, дорогостоящим и трудоёмким процессом. Используя стандартные распространенные технологии 3D печати, уникальные механизмы на гидравлическом приводе могут быть доступны каждому.