马萨诸塞州剑桥讯——哈佛大学研究人员近日公布了一项新的3D打印技术，该方法能够更简便地制造出可预测弯曲、变形和抓握的软体机器人设备。这项创新有望推动软体机器人在医疗、工业等领域的应用。

软体机器人通常由柔性材料构成，广泛应用于多个行业，但精确控制其弯曲和运动模式一直是制造过程中的一大难题。发表在《先进材料》期刊上的研究介绍了一种新方法，通过打印带有内置中空通道的结构，利用空气加压使这些通道按预设方向变形，从而实现对运动的编程控制。

该技术基于旋转多材料3D打印工艺，单个喷嘴可同时处理多种材料。打印机通过旋转和调整方向，以定制化模式挤出墨水，构建出复杂的内部几何形状。

研究人员使用这项3D打印技术打印出具有聚氨酯外壳和内通道的细丝，内通道材料为泊洛沙姆，这是一种常见于发胶的聚合物。通过调控喷嘴设计、旋转速度和材料流动，他们精确设定了每个通道的尺寸、形状和走向。

外壳固化后，团队洗去内部材料，形成带有空腔的管状结构。这些通道在空气加压下可向不同方向弯曲，为可膨胀、收缩和抓握的软体设备提供了基础模块。

这项工作由研究生Jackson Wilt和前博士后研究员Natalie Larson在哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的Jennifer Lewis教授实验室主导。Lewis教授专注于生物启发工程领域。

“在这项工作中，我们没有使用模具。我们直接打印结构，快速编程，并能够灵活定制驱动方式，”Wilt说。

为展示技术潜力，团队以单一连续路径打印出螺旋花形图案，并制作了一个具有类似关节弯曲功能的五指手柄。Wilt指出，这项技术可应用于手术机器人和辅助设备等多种场景，提升软体机器人的制造效率和功能性。