Naukowcy z ETH Zurich we współpracy z Inkbit 3D byli pionierami drukowania 3D miękkich robotów ze sztucznymi kościami, więzadłami i ścięgnami.
Druk 3D rozwinął się tak szybko, że naukowcom udało się naśladować kości, więzadła i ścięgna w dłoni robota.
Aby osiągnąć te wyniki przypominające Westworld, zespół badaczy z ETH Zurich nawiązał współpracę z amerykańskim start-upem Inkbit 3D.
Przełom technologiczny umożliwił zespołowi drukowanie 3D różnorodnych materiałów wysokiej jakości w jednym procesie, co zaowocowało trwalszymi robotami.
„Nie bylibyśmy w stanie wykonać tej dłoni przy użyciu szybko utwardzających się poliakrylanów, których do tej pory używaliśmy w druku 3D” – powiedział Thomas Buchner, doktorant w grupie ETH Zurich.
Wolno utwardzające się tworzywa sztuczne oferują kilka zalet w druku 3D. Pomagają zminimalizować naprężenia wewnętrzne, które mogą prowadzić do wypaczenia i skurczu drukowanego obiektu.
Dodatkowo wolniejszy proces utwardzania może skutkować mocniejszymi i trwalszymi wydrukami, ponieważ każda warstwa ma więcej czasu na bezpieczne związanie się z poprzednią.
Trwalsze, miękkie roboty
„Te (wolno utwardzające się tworzywa sztuczne) mają bardzo dobre właściwości elastyczne i po zgięciu wracają do pierwotnego stanu znacznie szybciej niż poliakrylany” – dodał Buchner, dzięki czemu idealnie nadają się do tworzenia robotycznej ręki.
„Roboty wykonane z miękkich materiałów, takich jak opracowana przez nas dłoń, mają przewagę nad konwencjonalnymi robotami wykonanymi z metalu” – powiedział Robert Katzschmann, profesor robotyki i pierwszy autor badania opublikowanego w Nature.
„Ponieważ są miękkie, ryzyko obrażeń podczas pracy z ludźmi jest mniejsze i lepiej nadają się do przenoszenia delikatnych towarów” – dodał Katzschmann.
Technologia druku 3D pojawiła się w 2010 roku i polega na tworzeniu obiektów poprzez budowanie ich warstwa po warstwie.
W tym procesie dysze osadzają w każdym punkcie określony materiał w stanie lepkim, a lampa ultrafioletowa (UV) szybko utwardza każdą warstwę. Jednak takie podejście nie jest możliwe w przypadku wolno utwardzających się tworzyw sztucznych, ponieważ spowodowałoby, że skrobak stałby się nieskuteczny z powodu zakleszczenia.
Aby uwzględnić zastosowanie wolno utwardzających się polimerów, naukowcy udoskonalili druk 3D, włączając skaner laserowy 3D, który natychmiast sprawdza każdą wydrukowaną warstwę pod kątem nieprawidłowości powierzchni.
To innowacyjne podejście sprawia, że zamiast wygładzać nierówności, nowa technologia uwzględnia nierówności podczas drukowania kolejnej warstwy.
