使用3D印表機創建的機器人可以照顧那些黃金年代的人

普渡大學的研究人員開發了一種新的設計方法，使任何人都可以使用3D印表機快速設計和製造軟機器人。

圖片來源：拉美西斯馬丁內斯/普渡大學

世界上的老年人口正在蓬勃發展。到2050年，老年人 - 年齡在60歲或以上 - 的人數預計將增加一倍以上，並且增長速度超過全球所有年齡較小的年齡組。

這種趨勢伴隨著對能夠提供24小時護理的護理人員的需求不斷增加，不僅在醫院或療養院，而且在私人住宅和公寓。

護理機器人已經被編程為提出護士會問的問題並且可以監控患者跌倒。由於美國預期的照顧者短缺，這些機器人助手預計將變得越來越有市場，到2045年將達到45萬。

「不幸的是，當前看護機器人的外部硬結構阻止他們進行安全的人機交互，將他們的援助僅限於社交互動而非物理互動，」拉美西斯馬丁內斯說，他是工業工程學院的助理教授，普渡大學工程學院韋爾登生物醫學工程學院。「畢竟，你會把嬰兒，身體上或認知上受損的老人留在機器人手中嗎？」

材料科學的最新進展使得能夠製造具有可變形體的機器人或者在觸摸時重塑的能力，但是軟機器人的複雜設計，製造和控制目前阻礙了該技術的商業化及其在家庭應用中的使用。

Martinez和其他普渡大學的研究人員開發了一種新的設計方法，該方法在使用3D印表機實現軟機器人的高效設計和製造方面具有前景。該技術發表在4月8日的Advanced Functional Materials上。有關該技術的視頻，請訪問https://www.youtube.com/watch?v=nDpzuLbtzDM。

設計過程包括三個步驟。首先，用戶使用機器人的形狀製作計算機輔助設計文件。然後，用戶繪製CAD文件以顯示軟機器人的不同關節將移動的方向。快速計算機演算法需要幾秒鐘才能將CAD模型轉換為可以使用任何傳統3D印表機列印的3D架構軟機（ASM）。

架構的軟機與人類一樣移動，除了肌肉之外，它們依賴於小型電動機，這些電動機從綁在四肢末端的尼龍線拉出。它們可以被擠壓和拉伸至原始長度的900％以上。有關視頻，請訪問https://www.youtube.com/watch?v=V0L0lP0g4tg。

「ASM可以輕鬆地執行複雜的動作，例如抓握或爬行，這項工作向自動輕量級軟機器人的發展邁出了一步，」Martinez說。「ASM改變身體形態和步態以適應各種環境的能力不僅有可能改善護理，還有災難應對機器人。」

有關視頻，請訪問https://www.youtube.com/watch?v=q9M4q9OQhQE，可在研究團隊的YouTube頻道上找到更多視頻。

該技術通過普渡技術商業化辦公室獲得專利。研究人員正在尋找合作夥伴來測試和商業化他們的技術。

（來源：普渡大學）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！