3D-печать позволила ученым регулировать твердость деталей роботов

В случае, когда предметы требуют более аккуратного обращения, твердый актуатор необходимо заменить более мягким и гибким. Исследователи из Сингапурского университета технологии и дизайна и Шанхайского университета транспорта решили упростить задачу – они напечатали на 3D-принтере актуаторы из нескольких материалов, твердость которых можно регулировать.

В конструкции новых актуаторов есть слой полимера, твердость которого изменяется в зависимости от температуры. Ученые использовали 3D-печать из нескольких материалов, чтобы встроить в деталь элементы контроля температуры, позволяющие изменять твердость чрезвычайно быстро. Нагревательным элементом служит проводящий чип с наночастицами серебра, а охлаждение обеспечивает вещество, которое пускают по специальным каналам. Воздух, проходящий под давлением через актуатор, также помогает изменять его форму в мягком состоянии, чтобы удерживать предметы. Дополнительный слой полимера позволяет в 120 раз повысить твердость детали без ущерба его гибкости, благодаря системе контроля температуры полный цикл нагревания и охлаждения занимает всего 32 секунды. Даже без подачи воздуха под давлением актуатор способен переносить грузы в фиксированном положении.

Исследователи протестировали свою разработку – они показали, как механический манипулятор на основе новой технологии удерживает и поднимает разные предметы, включая лампочку и гантель. Устройство отлично проявило себя в обращении с предметами разной формы, вес которых находился в диапазоне от 10 граммов до 1,5 килограммов.

Новые актуаторы – это еще один шаг к воспроизведению в робототехнике уникальных свойств человеческой руки, которая способна адаптироваться к любым предметам благодаря совместной работе костей, мышц, сухожилий, кожи. Вполне вероятно, что 3D-печать станет одной из ключевых технологий для будущего развития робототехники.