受藤蔓啟發的FiloBot”生長”機器人可以3D列印出自己的身體
在執行探索非結構化環境等任務時,傳統機器人可能會被無法跨越的縫隙等障礙物所阻礙。這正是FiloBot 的優勢所在,因為它可以像自立藤蔓一樣生長。
FiloBot 由義大利技術研究所(Istituto Italiano di Tecnologia)的科學家開發,它能夠向光源生長,遠離重力的牽引(當然也可以反過來),與攀緣植物的捲鬚並無二致。
裝置的頂部是一個錐形頭,底部是一個電源/基站,中間是一個莖狀體。隨著機器人的生長,莖身會變得越來越長……但它是如何生長的呢?
FiloBot 不斷從基地台的線軸上將3D 列印熱塑塑膠絲拉到頭部。絲線穿過頭部的加熱擠出機,擠出機相對於機身緩慢旋轉。透過這種方式,機器人以連續盤繞的熔融塑膠層為自己的身體進行3D 列印,這些塑膠層在冷卻後粘合在一起。
FiloBot 的頭部示意圖Del Dottore et al. 9, Eadi5908 (2024)
儘管如此,身體並不是用統一的方式印出來的。透過光感測器、陀螺儀和其他整合在頭部的電子設備,塑膠的溫度、方向和沈積速度不斷變化。這樣,FiloBot 就能控制身體的生長方向,隨時朝著光線的方向,遠離地面。
FiloBot表演上樹Del Dottore 等人,《科學機器人》,第9 卷,eadi5908(2010 年)。9, Eadi5908 (2024)
更重要的是,當有垂直支撐物時,機器人會自動繞過支撐物(就像藤蔓繞過棚架一樣),從而在不需要力量的時候,花費較少的時間和精力就能長出強壯的身體。然而,當沒有發現相鄰的支撐面時,換句話說,當頭部到達一個空曠的空間時,身體就會變硬且更為強壯,從而能夠支撐自己。
由 Emanuela Del Dottore)領導的這項研究的論文最近發表在《科學機器人學》(Science Robotics)雜誌上。您可以在下面的影片中看到FiloBot 的延時生長過程。