机器人专家正在设想这样一个未来:柔软的、受动物启发的机器人可以安全地部署在难以接近的环境中，比如在人体中进行精细的外科手术。

 

尽管已经制造出了厘米大小的软机器人，但到目前为止还不能制造出多功能的、灵活的、能够在更小尺寸范围内移动和操作的机器人。天富平台优势

 

哈佛大学的一个研究小组的生物工程研究所,哈佛大学约翰·A·保尔森工程和应用科学学院(海洋),和波士顿大学现在已经克服这一挑战通过开发一个集成的制造工艺,使软机器人的设计与宏观尺寸毫米尺度特性。为了展示他们的新技术的能力，他们创造了一个机器人软蜘蛛——灵感来自于毫米大小的彩色澳大利亚孔雀蜘蛛——用一种具有身体形状、动作和颜色特征的单一弹性材料。这项研究发表在《先进材料》上。

 

什么东西有移动和显示它的颜色的能力，只是由硅橡胶制成，并在毫米级生产?柔软的机器孔雀蜘蛛。研究人员结合了三种不同的制造技术，创造了一种新颖的、以折纸为灵感的软材料微制造工艺，它超越了现有的方法在这个小尺度上所能达到的效果。

 

“最小的软机器人系统仍然趋向于非常简单，通常只有一个自由度，这意味着它们只能驱动形状或运动类型的一个特定变化，”研究的合著者希拉·鲁索(Sheila Russo)说。“通过开发一种融合了三种不同制造技术的新型混合技术，我们创造了一种只用硅橡胶制成的柔软机器人蜘蛛，它有18个自由度，包括结构、动作和颜色的变化，微小的特征在微米范围内。”

 

作为维斯研究所和海洋研究所罗伯特·伍德小组的博士后研究员，鲁索帮助发起了这个项目，他现在是波士顿大学的助理教授。关于天赋平台

 

“在软机械设备领域,这种新的制造方法可以实现类似水平的复杂性和铺平道路的功能在这个小范围内表现出的刚性同行,“说木头,一个核心教员和研究的共同bioinspired软机器人平台Wyss研究所和查尔斯河海洋工程和应用科学学院教授。“在未来，它还可以帮助我们模仿和理解小动物的结构-功能关系，比刚性机器人更好，”他补充说。

 

在他们的变形概念中——“微流体折纸”是可重构气动/水设备的缩写——团队首先使用软光刻技术生成了12层弹性硅树脂，构成了软蜘蛛的材料基础。每一层都是用激光微加工技术从模具上精确切割出来的，然后与下面的一层粘接在一起，形成软蜘蛛的粗略三维结构。

 

“这第一个变形系统是在一个制作的,整体的过程,可以执行在几天,容易设计迭代优化的努力,“第一和通讯作者托马索·Ranzani说,开始研究在伍德集团作为一个博士后,现在也是波士顿大学助理教授。

 

 

“变形方法可以打开软机器人领域的研究人员更专注于医疗应用的小尺寸和灵活性这些机器人可以使一个全新的内镜和显微外科方法,”唐纳德·因格贝尔Wyss研究所所长说,他也是Judah Folkman HMS血管生物学教授和血管生物学程序在波士顿儿童医院,以及海洋生物工程教授。

 

这项研究的其他作者包括伍德团队的研究生尼古拉斯·巴特利特(Nicholas Bartlett)和加州大学圣克鲁兹分校的助理教授迈克尔·韦纳(Michael Wehner)，后者是伍德团队的前博士后研究员。

 

欲阅读全文，请访问Wyss研究所网站。

 

这项研究是由哈佛大学的维斯研究所、国防高级研究计划局(DARPA)和国防科学与工程研究生奖学金资助的。