麻省理工開發(fā)3D打印執(zhí)行器可機械地控制機器人系統(tǒng)
魔猴君 行業(yè)資訊 1903天前
近日魔猴網(wǎng)了解到，麻省理工學院（MIT）的研究人員開發(fā)了一種3D打印復雜執(zhí)行器系統(tǒng)。該工具包包括用于設計合成的多目標拓撲優(yōu)化軟件和用于制造機器人執(zhí)行器的多材料按需3D打印。根據(jù)計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL）的前博士研究生Subramanian Sundaram的說法，該系統(tǒng)可以制造“人類幾乎不可能手工完成”的機制，特別是在航空航天領域。“我們的最終目標是自動為任何問題找到最佳設計，然后使用我們優(yōu)化設計的輸出來制作?！盨undaram補充道。
為了演示這個系統(tǒng)，研究人員制作了帶有花瓣的漂浮睡蓮，這些花瓣配有執(zhí)行器和鉸鏈，可以響應磁場穿過導電液體而折疊起來。照片來自麻省理工學院/
3D打印執(zhí)行器
麻省理工學院的研究中的執(zhí)行器機械地控制機器人系統(tǒng)，以響應以不同角度傳輸黑白圖像的電信號。今年早些時候，麻省理工學院媒體實驗室的一個團隊開發(fā)了Cilllia，這是一種3D打印頭發(fā)結(jié)構(gòu)的計算方法，可用作移動物體的被動執(zhí)行器。該大學的新型執(zhí)行器系統(tǒng)由柔軟和剛性聚合物以及響應磁場的磁性納米粒子聚合物復合材料組成。構(gòu)建拓撲優(yōu)化器以基于材料的屬性和生成的體素模型控制材料的放置。配備有大桶材料的定制3D打印機連接到具有數(shù)百個噴嘴的打印頭，這些噴嘴可以單獨控制以制造致動器。
將30μm大小的指定材料的液滴射入其各自的體素位置，然后在基板上逐層固化。通過這個過程，麻省理工學院的研究人員3D打印出一個執(zhí)行器，當平放時，描繪了文森特梵高的自畫像。當傾斜時，它被激活，并展示著名的愛德華蒙克畫作“吶喊”。
3D打印動作執(zhí)行器，以不同角度顯示兩幅著名畫作。通過MIT剪輯。
該系統(tǒng)基于屬性庫，該庫隨機地將不同的材料分配給不同的體素。通常在此過程中，手動計算參數(shù)以找到最佳設計。進行模擬以直接和以一定角度確認所需的布置。在施加磁場時，在棕色磁性體素周圍添加，移除和移動將改變致動器的角度。3D打印的浮動水百合也是用花瓣配備的致動器和鉸鏈陣列創(chuàng)建的。這允許花瓣響應于穿過導電流體的磁場而折疊。
Sundaram指出，由于新的多材料3D打印技術，設計的維度變得更加復雜。 “你剩下的就是所謂的'組合爆炸'，你基本上有很多材料和屬性的組合，你沒有機會評估每一種組合，以創(chuàng)造一個最佳的結(jié)構(gòu)。”
研究人員認為，這種自動化過程可以推進大型結(jié)構(gòu)的設計，例如飛機機翼。目前，研究人員已經(jīng)開始將飛機機翼分解成更小的體素塊，以優(yōu)化其重量，升力和其他指標的設計。
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