一个研究小组最近发表了一项关于软微机器人微执行器制造方面令人振奋的进展的研究。它一直在林科平大学物理、化学和生物系（IFM）内开发其技术。该报告发表在《华尔街日报》上柔软的机器人杂志在这篇文章中，团队的设计对产品工艺改进的重要性被认为是因为它扩展了使用挤压3D打印制造这些微型设备的可能性。
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柔软的微型机器人
软微型机器人通常是由高度柔顺的、通常是仿生材料制成的，它占据着机器人学的一个迷人的子领域。凭借其灵活性和适应性，它们欧洲杯足球竞彩可以部署在空间受限或存在人为干预固有危险的广泛应用中，例如在炸弹威胁、救灾或有毒物质泄漏等紧急情况下。
微型软机器人在人机交互场景（在机器和人之间创造一个保护性环境）以及安全地融入人体时也有着同样重要的应用，将医学领域推向了一个新的水平。
软微机器人控制的基础是物理上灵活的小型电子设备，特别是能够产生称为驱动器的机械运动的主动装置，驱动器在反馈控制工程下运行，可以通过电子实现尺寸变化。
历史上的微驱动器制造
尽管压电材料的灵活性有限，但它们最初被用于制造欧洲杯足球竞彩致动器，直到附加制造技术获得发展，取代了光刻技术的复杂性和耗时性。光刻技术与激光烧蚀技术一起成为首选的加工技术。
增材制造通常从计算机辅助设计(CAD)模型在计算机控制下生产三维(3D)对象。通常是一层一层地沉积、连接或固化材料。欧洲杯足球竞彩
与以前的技术相比，增材制造具有显著的优势，包括更容易的产品更改、更直接的设计、最小的浪费和更少的能源。
最初，选择用于制造软微机器人微欧洲杯足球竞彩执行器的材料包括离子聚合物-金属复合材料，创造了多种形状。水凝胶的使用有助于开发由变形逆转或容易变形的材料组成的装置。
研究的其他材欧洲杯足球竞彩料包括软介电弹性体和形状记忆聚合物，但它们都有一个不幸的共同点。尽管制造容易，但这些材料生产的所有致动器都限制在厘米范围内，最小厚度限制在0.02厘米。
缩小
材料厚度对于致动器而言至关重要。实现低驱动电位和高功率重量比的运动需要更薄的材料。为了提高效率，驱动电位应低于4–5 kV。这就是Jager的结果欧洲杯足球竞彩et al。他们展示了由3D打印产生的微米结构，其极限可降至200 μm以下。
缩小到微型机器人设备是挤压为基础的3D打印技术的一个挑战，该技术被称为熔融沉积建模，该团队使用热塑性材料的灯丝来探索尺寸限制。当使用电活性聚合物(EAPs)时，该方法有助于降低制造成本和加速成型的可能性。在电场刺激下，与陶瓷驱动器相比，eap表现出更大的尺寸和形状变化。
硬件和软件
在硬件方面，科学家们使用了一台定制的挤压3D打印机，该打印机包含一个三轴（x-y-z轴）可编程铣削台，并通过流体分配系统进行了增强。选择银/氯化银参比电极进行电聚合，选择钛网组成的对电极。在软件方面，使用锥形注射器（5 mL）分配脂肪族聚氨酯丙烯酸酯凝胶（使用UV固化），同时使用涂有40 nm金层的标准玻片作为3D打印实验的基质。
扩展能力
利用3D打印工艺的多功能性，该团队开发了一种新的图案制作工艺。仅使用一个额外的印刷步骤来转移设计，使用团队称之为“提升”的方法对电层进行图案化，其中加速了最初印刷在镀金玻璃基板上的印刷层的物理移除。
当金从玻璃中去除时，留下所需的图案化镀金基板。这可以被认为是“剥离”过程的反面，在剥离过程中，目标材料的图案化结构是使用牺牲光致抗蚀剂创建的。因此，在这种新工艺中避免了潜在有害的蚀刻剂损坏正在生产的器件，从而提供了方法上的一个步骤变化。
制造了具有长度从1000到5000μm不等的3D打印体的微执行器，允许制造和后续操作具有刚体的微机器人装置，这些刚体产生单独控制的自由移动手臂或腿。这使得该小组能够通过多个微执行器探索一系列软夹持器和操纵器的微加工。
结果突出了多驱动臂(2-4)微型机器人的制造，尺寸从6 × 4.5到14 × 12毫米2.．该团队成功地将驱动器缩小到尺寸为300 x 1000 μm、厚度为20 μm，结果发现，只需低操作电位(0至-1V)即可实现满意的操作。例如，最小的机器人在0.005到1.0 Hz的频率范围内工作时，弯曲性能得到了改善。典型的位移范围为100 ~ 3000 μm。
该团队简单的“打印模式”引入了独特的设备设计，使安装在同一微型机器人身体上的不同柔性手臂能够独立控制。
将3D打印的局限性引入千分尺领域，可以产生足够小和薄的微致动器，并具有独立驱动和独立控制的四肢设备。在这样做的过程中，该团队扩大了可能的范围，日益增强了软微博客可以拥有的操作能力、范围和复杂性。
参考文献和进一步阅读
杰格，E。等（2021）用于软微机器人的3D打印微执行器。柔软的机器人http://doi.org/10.1089/soro.2019.0129
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