EPFL发明创新晶格结构利用大象机器人展示仿生3D打印技术

新技术
2025-07-18 13:49

盖世汽车讯猎豹的强劲冲刺、蛇的轻盈滑行，以及人类灵巧的抓握：每一项都离不开软硬组织之间的无缝协作。肌肉、肌腱、韧带和骨骼协同工作，提供能量、精准度和活动范围，从而完成动物界常见的复杂动作。在机器人技术中复制这种肌肉骨骼的多样性极具挑战性。迄今为止，..

盖世汽车讯猎豹的强劲冲刺、蛇的轻盈滑行，以及人类灵巧的抓握：每一项都离不开软硬组织之间的无缝协作。肌肉、肌腱、韧带和骨骼协同工作，提供能量、精准度和活动范围，从而完成动物界常见的复杂动作。

在机器人技术中复制这种肌肉骨骼的多样性极具挑战性。迄今为止，使用多种材料的3D打印一直是制造软硬机器人的一种方式。虽然这种方法可以模拟生物组织的多样性，但这意味着机器人结构中的关键特性（例如刚度或承重强度）无法得到持续控制。

据外媒报道，由Josie Hughes领导的洛桑联邦理工学院（EPFL）工程学院计算机器人设计与制造实验室（CREATE）的团队开发出一种创新的晶格结构，将生物组织的多样性与机器人控制和精度相结合。该晶格由简单的泡沫材料制成，由多个独立单元（细胞）组成，这些单元可以通过编程调整为不同的形状和位置。这些细胞可以呈现超过一百万种不同的配置，甚至可以组合成无限的几何变化。

图片来源：期刊《Science Advances》

“我们利用可编程晶格技术构建了一个受肌肉骨骼启发的大象机器人，它拥有柔软的鼻子，可以扭转、弯曲和旋转，以及更坚固的髋关节、膝关节和足关节，”博士后研究员Qinghua Guan说道。“这表明，我们的方法为设计前所未有的轻量化、适应性强的机器人提供了一种可扩展的解决方案。”