高(gao)精度3D打印制(zhi)造無線模(mo)塊化機(ji)器(qi)人

在(zai)機(ji)器(qi)人科(ke)技(ji)領域，研(yan)發(fa)具(ju)備(bei)多功能(neng)和強(qiang)適應性(xing)的系(xi)統(tong)，已(yi)經(jing)成為(wei)研(yan)究(jiu)推(tui)動(dong)力(li)。傳(chuan)統的機(ji)器(qi)人系(xi)統(tong)受(shou)限(xian)於(yu)固定(ding)的結(jie)構(gou)，這(zhe)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)削(xue)弱(ruo)了它們(men)在(zai)動(dong)態(tai)環(huan)境(jing)中(zhong)的適應能(neng)力(li)。想(xiang)象壹(yi)下，如果(guo)機(ji)器(qi)人能(neng)夠根據實(shi)際需求(qiu)靈(ling)活(huo)調(tiao)整(zheng)自身的形態(tai)和(he)功能(neng)，那(na)麽(me)它們(men)在(zai)各(ge)類環境(jing)中(zhong)的應(ying)用(yong)前(qian)景將十分廣(guang)泛(fan)。

Anuruddha Bhattacharjee在(zai)南(nan)衛(wei)理公(gong)會(hui)大學(xue)BAST實(shi)驗(yan)室(shi)攻讀機(ji)械工(gong)程博(bo)士(shi)學位期間，傾力研(yan)發(fa)了(le)壹(yi)種模(mo)塊化機(ji)器(qi)人立(li)方體。這(zhe)種(zhong)機(ji)器(qi)人立(li)方體配(pei)備(bei)了(le)磁性(xing)連接(jie)器(qi)和內(nei)置(zhi)磁鐵，使(shi)得(de)它們(men)可(ke)以相互連接(jie)並(bing)組建(jian)各種形態(tai)。借(jie)助外(wai)部磁控(kong)制(zhi)器(qi)，這(zhe)些模(mo)塊化機(ji)器(qi)人立(li)方體能(neng)夠實(shi)現無線操控(kong)，為(wei)微米(mi)級可(ke)重構(gou)機(ji)器(qi)人系(xi)統(tong)開辟(pi)了(le)新的可(ke)能(neng)。

Bhattacharjee博(bo)士(shi)需要(yao)先設計和制造出(chu)功(gong)能模(mo)塊化的立(li)方體，然(ran)後在(zai)立(li)方體的表(biao)面(mian)嵌(qian)入(ru)磁(ci)鐵(tie)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)通過(guo)外(wai)部電(dian)磁(ci)控(kong)制(zhi)器(qi)進(jin)行(xing)操(cao)縱(zong)。其(qi)中(zhong)立(li)方體的邊緣(yuan)為(wei)2mm，帶(dai)有10個300µm的孔(kong)，用(yong)於(yu)嵌(qian)入(ru)磁(ci)鐵(tie)。為(wei)了使(shi)立(li)方體正(zheng)常運(yun)作(zuo)，他(ta)們(men)需要(yao)在(zai)表(biao)面上(shang)精準(zhun)地(di)制(zhi)作(zuo)微(wei)孔，以(yi)便嵌(qian)入(ru)磁(ci)鐵(tie)。該(gai)團(tuan)隊采用面(mian)投(tou)影(ying)微立(li)體光(guang)刻（PµSL）技術這(zhe)種(zhong)超高精度3D打印技(ji)術(shu)，來(lai)制(zhi)造出(chu)具(ju)有精確(que)微孔(kong)的立(li)方體。

• 2、無線控(kong)制(zhi)立(li)方體

在(zai)功(gong)能性模(mo)塊化立方體制(zhi)作(zuo)完(wan)畢之(zhi)後，嵌(qian)有磁(ci)鐵(tie)的它們(men)將被放(fang)入(ru)壹(yi)個電(dian)磁(ci)三(san)軸(zhou)亥姆(mu)霍茲(zi)線(xian)圈(quan)裝置(zhi)中(zhong)進(jin)行(xing)測(ce)試，以(yi)實(shi)現自主組裝(zhuang)、按(an)需拆(chai)卸以及重新(xin)配(pei)置(zhi)的任務。模(mo)塊化機(ji)器(qi)人是否能成功自組裝(zhuang)，關(guan)鍵在(zai)於(yu)單個立方體的精準(zhun)運(yun)動(dong)。而(er)這(zhe)種(zhong)精準(zhun)度(du)，又(you)直(zhi)接(jie)取(qu)決(jue)於(yu)立(li)方體制(zhi)作(zuo)的工(gong)藝(yi)水(shui)平，但(dan)市面(mian)上(shang)大多數(shu)的3D打印機(ji)都無法(fa)達到(dao)所需的精準(zhun)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度。最後，Bhattacharjee博(bo)士(shi)選擇使(shi)用(yong)了(le)摩(mo)方精密nanoArch®S140，該(gai)設備(bei)能(neng)夠幫助團(tuan)隊迅速制(zhi)作(zuo)出(chu)尺(chi)寸(cun)精確(que)的立(li)方體，為(wei)機(ji)器(qi)人的自組裝(zhuang)提供(gong)了堅(jian)實(shi)的基礎(chu)。

“僅(jin)用了兩(liang)周(zhou)時間，我們(men)便(bian)收(shou)到了(le)3D打印樣(yang)件。nanoArch® S140憑(ping)借(jie)高(gao)精準(zhun)度(du)，根(gen)據我們(men)的設(she)計(ji)圖(tu)紙，精確(que)地制(zhi)作(zuo)了(le)所需的尺(chi)寸(cun)。摩(mo)方精密團(tuan)隊的高(gao)效溝通，讓我們(men)得(de)以加(jia)速研(yan)究(jiu)進(jin)程(cheng)，並(bing)獲(huo)得(de)超越(yue)預(yu)期的成(cheng)果(guo)。有效交(jiao)流(liu)、準(zhun)時(shi)交(jiao)付(fu)和迅速響(xiang)應(ying)，展示出(chu)摩(mo)方精密作(zuo)為(wei)長(chang)期合作(zuo)夥(huo)伴(ban)的可(ke)靠性和(he)專(zhuan)業性。因(yin)此(ci)，我們(men)毫(hao)不猶豫(yu)地(di)推(tui)薦(jian)摩(mo)方精密，他(ta)們(men)是您值(zhi)得信賴(lai)的合作(zuo)夥(huo)伴(ban)。"

—Anuruddha Bhattacharjee，博(bo)士(shi)，南(nan)衛(wei)理公(gong)會(hui)大學(xue)BAST實(shi)驗(yan)

• 3、展(zhan)望(wang)未來(lai)

可(ke)重構(gou)模(mo)塊化機(ji)器(qi)人可(ke)通過(guo)外(wai)部磁控(kong)制(zhi)器(qi)進(jin)行(xing)無線操縱(zong)，並(bing)根據指令(ling)進(jin)行(xing)自我組裝(zhuang)或拆(chai)解。采用面(mian)投(tou)影(ying)微立(li)體光(guang)刻（PµSL）技術制作(zuo)的小(xiao)型(xing)立(li)方體和(he)生物(wu)相(xiang)容材料的可(ke)用(yong)性(xing)，為(wei)磁模(mo)塊化機(ji)器(qi)人應(ying)用(yong)於手(shou)術工具(ju)和(he)生物(wu)醫(yi)學領域開辟(pi)了(le)新的可(ke)能(neng)性(xing)。