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医疗3d打印服务应用_科学家成功将电活性聚合物3D打印人造肌肉

来源:e键打印   发布时间:2016-06-21 11:26:28   浏览次数:122

医疗3d打印服务应用 科学家成功将电活性聚合物3D打印人造肌肉

忘了钢铁和铝金属吧!明天的机器人有可能被压扁、拉长或还可以掐一掐。


    这种全新的机器人装置——部分来自于新型的软机器人领域——与传统机器人相比有不少的优势。软机器人可以更容易在有限的空间辗转腾挪。它们可以更好地与人类进行交互,这使得他们可以成为老年人的出色助手。有一天,它们甚至可能会导致高科技人造肌肉的出现——这足以改变全世界数以百万计的残疾人士的生活。

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    但是,要创建人工肌肉不仅要开发一种强大、有弹性的材料,而且要搞清楚如何精确地控制和巧妙地制造它。这就是内华达大学拉斯维加斯分校的Kwang Kim和他受到美国国家科学基金会(NSF)资助的团队的研究目标。


    Kwang Kim领导者一个由来自不同机构——4所美国大学再加上日本和韩国的研究机构——的科学家组成的研究团队,该团队的具体目标是将一种新型的聚合物材料转化为人造肌肉。NSF通过其下面的国际研究和教育合作关系(PIRE)项目对其提供了资金支持,PIRE主要在科学和工程的所有领域支持创新的全球研究合作。


    据了解,参与该项目的韩国科研机构为韩国先进科技研究院(KAIST),日本的则是国家先进工业科技研究院,这两家机构都以在机器人技术领域过硬的专业知识而闻名。(比如KAIST在最近就赢得了由美国国防部高级研究项目局主办的机器人挑战赛。)


    不过,软机器人学的巨大挑战之一就是寻找合适的材料。“它必须要软,但它也要能产生足够的动力来做很多不同的事情。”Kim 说。目前,他的团队正在使用的是一种叫做离子聚合物-金属复合物的合成材料,这是一种具有电活性的聚合物——这就意味着将电力通过该材料时会使它改变形状。


    “对于机器人来说,它必须能够移动、必须能够感知。”犹他大学机器人技术中心助力教授、该项目的共同研究者Kam Leang说。传统的机器人通常使用电动马达来完成前者。“在这个项目中,我们正在借助电活性聚合物本身实现机器人的运动。”


    除此之外,电活性聚合物也可以用于感知运动,这使它们非常适合用于软机器人。Leang和他的同事们还设计了一种方法来3D打印这种材料。他在整个研究中负责的部分是如何扩大这种3D打印制造方式,以及找到方法更好地控制聚合物的运动。而别人则致力于更好地理解——和改进——高分子材料,使其更具反应性、强度更高和更经济。

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    需要指出的是,该项目是在去年秋天得到的NSF的资助,仍然处于早期研究阶段。Kim称软机器人本身仍然是一个较新的领域,他自己从事对电活性聚合物的研究已经有接近20年了。

本文部分内容源于新华网

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