愛丁堡大學(xué)推出世界首款從3D打印機上直接走出來的軟體機器人

2025年5月28日，南極熊獲悉，愛丁堡大學(xué)的研究人員開發(fā)出了世界上首款能夠立即行走的軟體機器人，由低成本定制的3D打印平臺生產(chǎn)。開源的平臺有望幫助克服軟體機器人系統(tǒng)在設(shè)計、制造和應(yīng)用方面長期存在的障礙。

這項創(chuàng)新技術(shù)由愛丁堡大學(xué)機器人與自主系統(tǒng)博士培訓(xùn)中心的博士生 Maks Gepner 和 Jonah Mack 在生物工程研究所所長 Adam A. Stokes 教授的指導(dǎo)下開發(fā)。相關(guān)研究以題為“A standardised platform for translational advances in fluidic softsystems”的論文發(fā)表在Cell Press旗下期刊《Device》上，并由工程與物理科學(xué)研究委員會 (EPSRC)資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100800

通過定制3D打印系統(tǒng)打造的這些機器人具有小型四足裝置，完全由軟塑料制成，一旦連接到壓縮空氣源，這些手掌大小的機器就可以直接從打印機上走下來，無需任何電子設(shè)備或后處理。

△軟體機器人。圖片來自愛丁堡大學(xué)。

拓寬軟體機器人的應(yīng)用范圍

軟體機器人技術(shù)依賴于柔性材料，在生物醫(yī)學(xué)程序、核退役和太空任務(wù)等高風(fēng)險和敏感環(huán)境中的應(yīng)用前景廣闊。然而，由于成本高昂、制造復(fù)雜以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化流程，軟體機器人在實際應(yīng)用中面臨障礙。

△3D打印的軟體機器人肌肉。視頻來自康奈爾大學(xué)

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，愛丁堡團(tuán)隊開發(fā)了一款經(jīng)濟(jì)實惠的桌面3D打印系統(tǒng)——Flex Printer，使用現(xiàn)成的組件即可組裝，成本不到400英鎊。研究人員指出：“構(gòu)建和操作這套名為Flex Printer的新系統(tǒng)幾乎不需要任何先驗知識，首次使用者只需幾天就能組裝好并開始制作機器人�！�

△軟體機器人制作流程

為了鼓勵更廣泛的應(yīng)用和進(jìn)一步的創(chuàng)新，研究團(tuán)隊已將 Flex Printer 設(shè)計開源。他們的目標(biāo)是讓軟體機器人技術(shù)普及化，并促進(jìn)跨學(xué)科合作。

首席工程師 Maks Gepner 表示：“過去，人們需要花費數(shù)年時間才能弄清楚如何使用這些材料進(jìn)行打印�，F(xiàn)在，任何人都可以輕松打印出以前被認(rèn)為不可能實現(xiàn)的東西。這對工程師和藝術(shù)家來說都將是一個顛覆性的變革。我們希望這項技術(shù)能夠推動下一波研究突破。我們相信，擺脫長期存在的制造和設(shè)計瓶頸，軟體機器人技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好對現(xiàn)實世界產(chǎn)生重大影響。”

機器人和3D打印的進(jìn)步

今年5月，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員推出了Berkeley Humanoid Lite，這是一款可定制、可3D打印的人形機器人，專為研究人員、教育工作者和業(yè)余愛好者設(shè)計。與售價高達(dá)10萬美元的商用人形機器人不同，Berkeley Humanoid Lite只需使用標(biāo)準(zhǔn)零件和桌面3D打印機即可組裝，成本不到5000美元。

2023年，伍斯特理工學(xué)院(WPI) 研究員 Markus Nemitz 獲得了美國國家科學(xué)基金會頒發(fā)的 599,815 美元職業(yè)發(fā)展獎 (CAREER Award)，用于開發(fā)一類新型低成本、可定制的 3D 打印軟體機器人。這些機器人能夠穿越具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境，有望最終用于搜救行動。