摘要:這項技術中使用的多層“墨水”可以在室溫下設置,因此使用其打印出來的電子織物具有幾乎“無窮無盡”的應用可能,包括用在外科手術機器人上,或者用於探測爆炸物的可穿戴設備。研究人員還表示,這項技術的實際應用將會很快到來,因爲產品的製造已經被整合到了打印過程中。

  據國外媒體報道,在不久的將來,一款新型的3D打印“仿生皮膚”將使機器人用觸覺感知到周圍的世界。研究人員還表示,這一成果向在人類身體上直接“打印”電子設備的目標又邁進了一步。

 

  這項技術中使用的多層“墨水”可以在室溫下設置,因此使用其打印出來的電子織物具有幾乎“無窮無盡”的應用可能,包括用在外科手術機器人上,或者用於探測爆炸物的可穿戴設備。

 

3D打印

  機器人將有觸覺:3D打印“仿生皮膚”應用可能無窮盡

  一款新型的3D打印“仿生皮膚”將使機器人用觸覺感知到周圍的世界。研究人員還表示,這一成果向在人類身體上直接“打印”電子設備的目標又邁進了一步

 

  明尼蘇達大學的工程師們使用自己研發的一臺3D打印機制作了這些可伸展的電子感受設備。這臺特製的打印機具有4個噴嘴,可以爲“仿生皮膚”的不同層次提供不同類型的特製“墨水”。“我們開發的這種可伸展電子織物具有許多實際用途,”機械工程助理教授邁克爾·麥卡爾平(Michael McAlpine)說,“將這種‘仿生皮膚’用在外科手術機器人上,可以使外科醫生在微創手術中有真實的感覺,從而使手術更加容易,而不是像現在一樣只使用攝像機。對其他機器人來說,這些感受器有利於它們更方便地行走並與周圍環境互動。”

 

  這種電子織物具有由硅製成的基底層,頂部和底部的電極由導電性的墨水、一個螺旋形的壓力感受器和一個“犧牲層”組成。在打印過程中,犧牲層可以保持頂層的位置不變,一旦打印完成,這一層就會被洗掉。

 

  傳統的3D打印系統往往使用高溫、剛性的液態塑料,而此項研究中使用的多層“墨水”可以在室溫下設置,這意味着它可以直接打印到人體皮膚上。“雖然我們還沒有在人體皮膚上打印,但利用這一技術,我們已經在一隻模型手的彎曲表面上成功進行了打印,”麥卡爾平說,“我們還把一個打印好的織物與皮膚接觸,驚喜地發現它非常敏感,甚至可以實時探測到脈搏。”

 

3D打印

  機器人將有觸覺:3D打印“仿生皮膚”應用可能無窮盡

  在打印過程中,犧牲層可以保持頂層的位置不變,一旦打印完成,這一層就會被洗掉

 

  除了潛在的醫學應用,研究人員還表示,這種材料代表的將是“終極的可穿戴技術”。利用這種材料,未來我們可以直接透過皮膚來監控健康狀況,或在軍事場景中探測危險的化學物質或爆炸物。“這是一種3D打印電子設備的全新方法,”麥爾卡平說,“我們有一臺多功能的3D打印機,能進行不同層次的打印,製成這些可伸展的感受設備。從健康監測到能量採集,再到化學物質探測,這項技術可以有許多方向的應用。”

 

  研究人員還表示,這項技術的實際應用將會很快到來,因爲產品的製造已經被整合到了打印過程中。“大部分研究中,你有了某些發現,然後這些發現需要按比例擴大,”麥爾卡平說,“有時候,一項技術需要許多年時間才能準備好投入應用。這一次,產品製造已經被整合到了打印過程中,這項技術已經爲實際應用做好了準備。未來的可能性是無窮的。”

相關文章