科学家开发用于医疗设备和软机器人的 3D 打印活性织物
2024-07-19 17:04:42
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新加坡南洋理工大学 (NTU Singapore) 的科学家开发出一种创新型可穿戴织物,这种织物既灵活,又可以根据需要变硬。
新技术 RoboFabric 是通过几何设计、3D 打印和机器人控制相结合开发出来的,可以快速制成医疗设备或软机器人,例如无人机的肢体。
南洋理工大学研究团队利用这种多功能材料开发出一种肘部支撑物,帮助人们携带更重的负载。他们还制作了一种腕部支撑物原型,它可以帮助稳定关节以进行日常活动,并帮助患有颤抖的帕金森病患者。
受到穿山甲和犰狳的鳞片相互交错形成保护壳的启发,这项正在申请专利的技术的第一步是采用先进的数学算法来设计互锁的瓷砖系统。
然后,3D 打印的瓷砖通过穿过瓷砖之间微小通道的金属纤维或外部软壳连接在一起,这需要不断施加负压或真空。
当纤维收缩时,瓷砖会互锁并变硬,从而使 RoboFabric 的刚度增加 350 倍以上,并提供额外的强度和稳定性。
根据研究小组在《先进材料》上发表的研究结果,当该装置在举重的同时辅助关节时,人体肌肉活动可减少高达 40%。
首席科学家、南洋理工大学机械与航空航天工程学院助理教授王一帆表示:“我们受到动物的启发,它们常常通过使用复杂的结构来实现肢体的多种功能,就像章鱼的形状变形和硬度变化一样。”
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