馬里蘭大學的一支研究團隊，剛剛在《科學進展》期刊上介紹了他們新研發的一款氣動軟機械手，特點是靈活到能夠玩《超級馬力歐兄弟》。與機械結構更加複雜的機械手方案相比，這種新式氣動手要簡單得多。因為傳統電子機械手必須將單獨的控制線路遍布每個手指，結果導致整體相對笨重、耗能、繁瑣、且成本高昂。

（來自：UMD）

有鑑於此，由馬里蘭大學Ryan D. Sochol 助理教授帶領的這支研究團隊，著手開發了一套在結構上沒有那麼複雜、但仍相當高效實用的替代方案。

最終結果，就是上圖展示的這款3D 打印三指柔軟機械手。通過響應氣壓的變化，它可以輕鬆實現每個手指的單獨移動。

研究配圖- 1：PolyJet 3D 打印增材與全集成流體電路

單獨的壓縮機，可通過一根橡膠軟管將空氣泵如機械手。在軟管的指端，則是三個被稱作“流體晶體管”的非電氣元件。

這些晶體管中的每一個都採用了特殊的設計，能夠按需打開並讓空氣流入對應的機械手指，以響應低、中、高三檔不同的氣壓。

研究配圖- 2：電路元件的工作原理和結果

當空氣流入時，機械手指會收縮並指向下方。這樣一來，通過改變泵入指端的氣壓，便可有選擇性地激活任何一根手指。若完全阻止氣流，則所有手指都會抬起到中立的位置。

從演示來看，研究團隊能夠讓機械手指按下初代任天堂遊戲機的手柄，並成功打通《超級馬力歐兄弟》這款視頻遊戲的第一關。

研究配圖- 3：基於恆流軟體機器龜的工作演示

展望未來，研究人員希望將這項技術應用於可定制的假肢、手術器械和康復設備，並且決定向其它感興趣的研究團隊開放3D 打印設計文件。

研究配圖- 4：基於正弦輸入的工作演示

Sochol 表示，他們希望這種開源的3D 打印策略，能夠有助於壯大集成流體迴路軟機器人的可用性。

研究配圖- 5：基於非週期性流體輸入的預編程軟機械手演示

感興趣的朋友，可移步至《Science Advances》查閱全文，原標題為《Fully 3D-printed soft robots with integrated fluidic circuitry》。