这个机器人可以在没有电子设备的情况下行走，只需添加一个压缩气体罐，即可直接从3D打印机打印出来。它也可以从一种材料一次性打印完成。
想象一个机器人，它可以在没有电子设备的情况下行走，仅通过添加一个压缩气体罐，直接从3D打印机打印出来。它还可以一次性用一种材料打印完成。
这正是加州大学圣迭戈分校生物启发机器人实验室开发的机器人所实现的。他们在《先进智能系统》杂志的先进在线出版物中描述了他们的工作。
为了实现这一壮举，研究人员的目标是使用最简单的技术：桌面3D打印机和市售打印材料。这种设计方法不仅坚固，而且便宜——每个机器人的制造成本约为20美元。
“这是一种完全不同的构建机器的方式，”加州大学圣迭戈分校机械与航空工程系教授、论文的资深作者迈克尔·托利说。
这些机器人可以在电子设备无法工作的位置使用。例如，机器人可以在有强辐射的区域进行科学侦查，或用于灾难响应或太空探索。
研究人员在实验室测试了这些机器人，并表明只要它们与气体或空气的恒定压力源连接，就可以连续工作三天。团队还展示了机器人可以在户外不受束缚地行走，利用压缩气体罐作为动力来源，穿越不同的表面，包括草地和沙子。机器人甚至可以在水下行走。
目标不仅是设计能在打印后直接行走的机器人，配合空气动力源，而且还要使用柔性、软材料。“这些机器人并不是用研究人员通常使用的传统刚性部件制造的，”托利说。相反，它们是由简单的3D打印线材制成的。
最大的挑战是创建一个设计，包括人造肌肉和控制系统，所有组件都由相同的软材料一次性打印出来。团队由托利研究小组的博士后学者翟怡辰领导，调整了一种他们之前用于制造无电子抓手的3D打印技术。他们的努力导致了六足机器人的制造。“我们在完全自主行走的机器人方面迈出了巨大的步伐，”翟说。
为了驱动机器人运动，团队创建了一种气动振荡电路来控制软驱动器的重复运动，类似于驱动机车蒸汽机的机制。该电路通过适时向两组三条腿交替供应气压来协调六条腿的运动。机器人的腿可以在四个自由度上移动——上下、前后，这反过来允许机器人直线行走。
接下来的步骤包括寻找方法在机器人内部储存压缩气体，以及使用可回收或生物降解材料。研究人员还在探索向机器人添加操控器（如抓手）的方法。
托利的实验室与巴斯夫公司通过他们的加州研究联盟（CARA）合作，测试各种可以在标准3D打印机上使用的软材料。他们测试的一些高端材料尚未商业化，但研究人员也成功地使用市售的标准材料打印了机器人。
除了与巴斯夫的合作，这项工作还获得了国家科学基金会的部分资助。
在这篇论文发表之前，研究团队于2022年完成了3D打印行走机器人，并在当年的戈登研究会议上展示。
单体桌面数字制造的自主行走机器人
翟怡辰、严家耀、迈克尔·T·托利，加州大学圣迭戈分校机械与航空工程系
阿尔伯特·德·博尔和马丁·法伯，巴斯夫前进AM
罗希尼·古普塔，巴斯夫加州研究联盟
