美國研究人員開(kāi)發(fā)了一種用于3D打印材料的方法，該材料具有可調節的機械性能，可感知自身如何移動(dòng)以及如何與環(huán)境相互作用。研究人員僅使用一種材料并在3D打印機上運行一次即可創(chuàng )建這些傳感結構。發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的這項技術(shù)，有朝一日可用于制造具有嵌入式傳感器的柔性機器人，使機器人能夠了解自己的姿勢和動(dòng)作。

　　麻省理工學(xué)院研究人員使用3D打印將充氣通道直接整合到形成晶格的支柱中。當結構被移動(dòng)或擠壓時(shí)，通道會(huì )變形，內部的空氣量也會(huì )發(fā)生變化。研究人員可使用現成的壓力傳感器測量相應的壓力變化，從而提供有關(guān)材料如何變形的反饋。因為通道被整合到材料中，這種“流體傳感器”比放置在結構外部的傳感器更準確。

　　研究人員使用數字光處理3D打印將通道整合到結構中。在這種方法中，將圖像被投射到濕樹(shù)脂上，被光照射的區域逐漸固化成精確的形狀，最后將圖像結構從樹(shù)脂池中拉出。但隨著(zhù)過(guò)程的繼續，黏性樹(shù)脂往往會(huì )滴落并卡在通道內。研究人員必須在樹(shù)脂固化之前使用壓縮空氣、真空和復雜清潔的混合方法迅速去除多余的樹(shù)脂。

　　他們通過(guò)這個(gè)過(guò)程創(chuàng )建了幾個(gè)晶格結構，并展示了當結構被擠壓和彎曲時(shí)，充氣通道如何產(chǎn)生清晰的反饋。在這些結果的基礎上，他們還將傳感器整合到為機動(dòng)柔性機器人開(kāi)發(fā)的一種新型材料手動(dòng)剪切拉脹劑（HAS）中。HSA可同時(shí)扭曲和拉伸，能夠用作柔性機器人執行器。

　　研究人員3D打印了一個(gè)HAS柔性機器人，該機器人能夠進(jìn)行多種運動(dòng)，包括彎曲、扭曲和拉長(cháng)。他們讓機器人完成一系列動(dòng)作超過(guò)18小時(shí)，并使用傳感器數據訓練可準確預測機器人動(dòng)作的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。

　　研究人員稱(chēng)，用連續的類(lèi)皮膚傳感器來(lái)感知柔性機器人，一直是該領(lǐng)域的巨大挑戰。這種新方法為柔性機器人提供了準確的本體感受能力，并為其通過(guò)觸摸探索世界打開(kāi)了大門(mén)。

　　張夢(mèng)然