隨著現在機器人技術的創新與(yu) 普及，開發能夠模仿有機物行為(wei) 的軟性機器人成為(wei) 一種新的研發方向。在災難管理、海洋保護或醫療保健等應用中，這些先進的設備與(yu) 人類一起工作，具有更大的潛力。日本山形大學的研究人員已經開發出了全3D打印的執行器，該執行器可以構成類似水母的軟機器人。

使用基於(yu) 紫外線的3D打印機，該團隊能夠將新合成的粒子雙網絡（P-DN）水凝膠固化成一種與(yu) 月水母的肌肉相似的收縮機製。基於(yu) 他們(men) 新穎的設備，科學家們(men) 現在打算創建一個(ge) 具有潛在海洋野生生物監視應用程序的完整的水生機器人。

在團隊開始3D打印其執行器之前，他們(men) 合成了一種新型的交聯P-DN水凝膠，該凝膠由硬而脆的第一聚合物和較軟的第二層組成。該材料的特點是高含水率，增強的強度和出色的可印刷性，為(wei) 它們(men) 的裝置形成了堅實而易延展的基礎。

準備好配方後，科學家們(men) 使用基於(yu) UV的3D打印機將其聚合成三個(ge) 獨立的部分：連接器，底座和盒子。從(cong) 理論上講，“底座”和“盒”設計為(wei) 通過注入空氣而變形，從(cong) 而產(chan) 生提供推進所需的收縮，而“連接器”僅(jin) 將矽樹脂管固定在執行器的主體(ti) 上。

為(wei) 了進行測試，團隊3D打印了五個(ge) 不同的原型，發現凝膠的彈性與(yu) 所用單體(ti) 的類型緊密相關(guan) ，並且達到了交聯的水平。同樣，執行器的生產(chan) 寬度為(wei) 0.4-0.5 mm，因為(wei) 較厚的層會(hui) 出現膨脹，從(cong) 而導致零件不一致。

在壓縮測試中，通過管道將空氣注入執行機構，科學家發現他們(men) 能夠通過調節其組成部件的彈性模量來控製其變形。該設備還顯示出與(yu) 扁圓月水母相同的收縮率，可能使其成為(wei) 完整機器人複製品的理想基礎。

紫外線3D打印機製造的五個(ge) 凝膠致動器原型

研究人員認為(wei) ，完善執行器壁厚與(yu) 其軌跡之間的關(guan) 係，將是開發改進的設備迭代的關(guan) 鍵。目前，該團隊打算將其執行器集成到一個(ge) 新穎的海ly啟發式機器人中，最終目的是在海洋保護應用中使用它。