據外媒報道，由浙江工業(ye) 大學，天津大學，南京理工大學和立命館大學組成的研究聯盟已使用3D打印創建了柔軟的機器人手指。這項研究旨在證明了多材料3D打印不僅(jin) 可以用於(yu) 製造軟致動器，還可以用於(yu) 製造功能傳(chuan) 感器。

據悉，該機器人手指由嵌入式單電極摩擦電曲率傳(chuan) 感器（S-TECS）驅動，在無外部電源的情況下，依然可以以超低工作頻率下感應彎曲曲率。研究人員希望這項創新將為(wei) 簡單、快速的製造過程鋪平道路，未來可以生產(chan) 可控的軟機器人。

使用軟材料和順應性結構的混合物構造機器人正日益為(wei) 應對人口老齡化帶來的挑戰提供解決(jue) 了方案。隨著軟機器人研究的發展和新製造方法的發展，人機交互變得越來越安全，並為(wei) 該技術開辟了新的應用。現在，已經可以實現直接打印具有氣密性複雜結構和硬組件的軟機器人，例如Wyss Institute於(yu) 2015年生產(chan) 的 3D打印跳躍機器人。

據研究聯盟的成員的爆料，這款柔軟的機器人手指在設計之初已將基於(yu) 壓電，導電，磁性和有機光學材料的軟件傳(chuan) 感器集成到其軟件機器人設計中。不過，這些傳(chuan) 感器可能具有諸如原型製作時間長，電纜連接不穩定，係統組裝複雜以及係統集成困難等缺點。

所以，研究小組選擇使用摩擦電傳(chuan) 感器。這種類型的組件提供了很高的可拉伸性和靈敏度，從(cong) 而使機械手可以實時主動感知和感知其變形或響應。在該過程中3D打印起到了很大的作用，它不僅(jin) 能夠使用多種材料，並利用縮短了原型製作時間的一步式打印過程。而研究人員的S-TECS傳(chuan) 感器是通過將摩擦電曲率傳(chuan) 感器和可伸縮電極相結合而構造的，避免了與(yu) 先前項目相同的集成複雜性。

這款柔軟機器人手指的主體(ti) 由與(yu) 主氣道相連的九個(ge) 充氣腔組成，每個(ge) 充氣腔均呈矩形，以提供用於(yu) 印刷S-TECS圖案的平坦表麵。硬增強腔室的寬度為(wei) 2 mm，兩(liang) 端具有兩(liang) 個(ge) 墊片，以支撐S-TECS的頂層，並在兩(liang) 層之間保持3 mm的高度。附加手指隻能根據其腔室配置在一個(ge) 方向上彎曲。當手指彎曲時，S-TECS的頂層開始接近底層，直到完全接觸，激活觸點帶電並發電。

研究人員使用Stratasys多材料Objet350 3D打印機將這款柔軟的機器人手指分兩(liang) 個(ge) 部分：增強的軟主體(ti) 和連接器，然後逐個(ge) 生產(chan) 。S-TECS的圖案直接印刷在手指主體(ti) 的頂麵上，以簡化整個(ge) 製造過程，並減少生產(chan) 時間。使用摩擦狀的AgilusBlack印刷材料生產(chan) 該裝置的摩擦電層和柔軟體(ti) ，因為(wei) 它的拉伸強度為(wei) 2.75 MPa，斷裂伸長率為(wei) 250％。固化在室溫下進行24小時，然後將手指的3D打印部件擰在一起，並通過矽酮粘合劑粘貼S-TECS，組裝完成。

通過改變表麵結構，施加在其上的力以及自動設置的工作頻率來測試傳(chuan) 感器在不同件下的性能。未發現將傳(chuan) 感器與(yu) 不同的軟材料集成在一起會(hui) 降低整個(ge) 機器人係統的靈活性和適應性。

該項測試不僅(jin) 證明了S-TECS作為(wei) 自供電曲率傳(chuan) 感器的有效性，而且證明了使用多材料3-D打印技術創建具有摩擦電層的柔軟機器人結構的可行性。因此研究人員得出結論，該方法有可能在未來使用先進傳(chuan) 感功能的機器人應用中使用。