麻省理工開發(fā)3D打印執(zhí)行器可機(jī)械地控制機(jī)器人系統(tǒng)
魔猴君 行業(yè)資訊 1963天前
近日魔猴網(wǎng)了解到，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員開發(fā)了一種3D打印復(fù)雜執(zhí)行器系統(tǒng)。該工具包包括用于設(shè)計(jì)合成的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化軟件和用于制造機(jī)器人執(zhí)行器的多材料按需3D打印。根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)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(jī)制，特別是在航空航天領(lǐng)域。“我們的最終目標(biāo)是自動為任何問題找到最佳設(shè)計(jì)，然后使用我們優(yōu)化設(shè)計(jì)的輸出來制作?！盨undaram補(bǔ)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(yīng)磁場穿過導(dǎo)電液體而折疊起來。照片來自麻省理工學(xué)院/
3D打印執(zhí)行器
麻省理工學(xué)院的研究中的執(zhí)行器機(jī)械地控制機(jī)器人系統(tǒng)，以響應(yīng)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(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的一個團(tuán)隊(duì)開發(fā)了Cilllia，這是一種3D打印頭發(fā)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，可用作移動物體的被動執(zhí)行器。該大學(xué)的新型執(zhí)行器系統(tǒng)由柔軟和剛性聚合物以及響應(yīng)磁場的磁性納米粒子聚合物復(fù)合材料組成。構(gòu)建拓?fù)鋬?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(jī)連接到具有數(shù)百個噴嘴的打印頭，這些噴嘴可以單獨(dú)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(xué)院的研究人員3D打印出一個執(zhí)行器，當(dāng)平放時，描繪了文森特梵高的自畫像。當(dāng)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(jī)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(jì)算參數(shù)以找到最佳設(shè)計(jì)。進(jìn)行模擬以直接和以一定角度確認(rèn)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(yīng)于穿過導(dǎo)電流體的磁場而折疊。
Sundaram指出，由于新的多材料3D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)的維度變得更加復(fù)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(jī)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(rèn)為，這種自動化過程可以推進(jìn)大型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，例如飛機(jī)機(jī)翼。目前，研究人員已經(jīng)開始將飛機(jī)機(jī)翼分解成更小的體素塊，以優(yōu)化其重量，升力和其他指標(biāo)的設(shè)計(jì)。
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