昆蟲通常具有各種復雜的外骨骼結(jié)構(gòu)，可以為它們的運動和日?；顒犹峁┲С帧槔ハx啟發(fā)型機器人制造與這些自然存在的結(jié)構(gòu)相匹配的人造外骨骼是機器人技術(shù)領域的關鍵挑戰(zhàn)。

盡管研究人員已經(jīng)提出了幾種制造工藝和技術(shù)來為昆蟲靈感的機器人生產(chǎn)外骨骼，但是其中許多方法極其復雜，或者依賴于昂貴的設備和材料，這使得它們在實際批量化制造中不可行，并且難以在更大范圍內(nèi)應用。

考慮到這一點，加利福尼亞大學圣地亞哥分校的研究人員最近開發(fā)了一種新工藝，用于設計和制造具有外骨骼結(jié)構(gòu)的昆蟲啟發(fā)式機器人的組件。他們在arXiv上預先發(fā)表的一篇論文中介紹了稱為柔性骨架印刷的這一過程。

研究人員在論文中寫道：“受昆蟲外骨骼的啟發(fā)，我們提出了一種稱為‘flexoskeleton’印刷的新制造工藝，該工藝能夠快速，方便地制造混合型剛性/軟性機器人。”

到目前為止，通常使用昂貴的材料和3D打印機以及多步鑄造和機器加工工藝來制造具有剛性和軟性部件的混合機器人。在他們的研究中，加州大學圣地亞哥分校的研究團隊著手創(chuàng)建一種更便宜且更易于使用的新制造方法。

a）解釋研究人員介紹的打印過程如何工作的圖。b）在透明PC層上打印后立即使用研究人員的方法創(chuàng)建的四足機器人。c）從PC層釋放后的四足機器人。

他們開發(fā)的柔性骨架印刷方法依賴于消費級熔融沉積材料（FDM）3-D打印機的改編，該打印機在沉積材料和打印機的柔性基礎層之間提供了非常強的粘合強度，此過程可用于為具有不同形狀和形態(tài)的昆蟲啟發(fā)機器人創(chuàng)建外骨骼。

值得注意的是，研究人員提出的制造方法可以同時被新手和專家用戶使用，因為它相當簡單易懂，它也比其他制造方法便宜得多，因為它所依賴的材料和設備相當便宜并且容易獲得。

在他們的研究中，該團隊通過使用它來設計和測試各種規(guī)范的屈曲骨骼元素，證明了其方法的可行性。然后，他們將產(chǎn)生的所有元素組合到具有柔性外骨骼結(jié)構(gòu)的步行四足機器人中。

研究人員在論文中寫道：“我們開發(fā)的方法在很大程度上依賴于表面特征的三維幾何形狀及其對零件局部機械性能的貢獻之間的相互關系?！?“我們預想，這種方法將使一類新的受生物啟發(fā)的機器人成為重點，重點放在機械設計和運動之間的相互關系上?！?/p>

將來，由這組研究人員設計的新設計和制造工藝可以促進眾多昆蟲啟發(fā)式機器人的開發(fā)。由于該技術(shù)比大多數(shù)現(xiàn)有方法更直接，更實惠，因此還可以使現(xiàn)有或新機器人更易于擴展，從而增加其被大量生產(chǎn)并投放市場的機會。