瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员发明了一种可3D打印的晶格结构，该结构仅使用一种泡沫材料即可模拟不同的生物组织特性。计算机器人设计与制造实验室的团队开发了这项技术，旨在解决制造同时具有软硬部件的机器人所面临的挑战。他们的研究成果发表在《科学进展》杂志上。
图片来源：EPFL
可编程晶格由可配置成超过一百万种不同排列方式的单个单元组成。该系统主要使用两种单元类型——体心立方 (BCC) 和 X-cube——它们可以混合使用，从而创建具有不同刚度和承载性能的混合单元。“这种方法能够实现刚度分布的连续空间混合，并允许无限范围的混合单元。它特别适合复制像象鼻这样的肌肉器官的结构，”博士生戴本慧说道。
研究人员通过构建一个受大象启发的机器人来展示他们的技术，该机器人拥有灵活的鼻子和更坚固的关节。博士后研究员关庆华指出：“我们利用可编程晶格技术构建了一个受肌肉骨骼启发的大象机器人，它拥有柔软的鼻子，可以扭转、弯曲和旋转，以及更坚固的髋关节、膝关节和足关节。这表明，我们的方法为设计前所未有的轻量化、适应性更强的机器人提供了一种可扩展的解决方案。”
晶格结构可以在二维空间进行编程——单元形状和在晶格内的位置。单元可以旋转、移动，甚至叠加以创建新的组合。一个由四个叠加单元组成的晶格立方体可以产生大约 400 万种可能的配置，而五个单元则可以产生超过 7500 万种配置。
大象机器人演示3D“组织”打印技术
该技术为机器人应用提供了诸多实际优势。泡沫结构具有较高的强度重量比，并且在流体环境中表现良好。首席研究员乔西·休斯（Josie Hughes）解释说，开放式泡沫结构“非常适合在流体中运动，甚至有可能在结构中加入其他材料，例如传感器，从而进一步增强泡沫的智能性。”
来源：news.epfl.ch
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