高精度3D打印制造無線模塊化機器人

在機器人科技領域，研發具備多功能和強適應性的系統，已經成為研究推動力。傳統的機器人系統受限于固定的結構，這很大程度上削弱了它們在動態環境中的適應能力。想象一下，如果機器人能夠根據實際需求靈活調整自身的形態和功能，那么它們在各類環境中的應用前景將十分廣泛。

Anuruddha Bhattacharjee在南衛理公會大學BAST實驗室攻讀機械工程博士學位期間，傾力研發了一種模塊化機器人立方體。這種機器人立方體配備了磁性連接器和內置磁鐵，使得它們可以相互連接并組建各種形態。借助外部磁控制器，這些模塊化機器人立方體能夠實現無線操控，為微米級可重構機器人系統開辟了新的可能。

• 1、模塊化機器人設計

Bhattacharjee博士需要先設計和制造出功能模塊化的立方體，然后在立方體的表面嵌入磁鐵，這樣就可以通過外部電磁控制器進行操縱。其中立方體的邊緣為2mm，帶有10個300µm的孔，用于嵌入磁鐵。為了使立方體正常運作，他們需要在表面上精準地制作微孔，以便嵌入磁鐵。該團隊采用面投影微立體光刻（PµSL）技術這種超高精度3D打印技術，來制造出具有精確微孔的立方體。

• 2、無線控制立方體

在功能性模塊化立方體制作完畢之后，嵌有磁鐵的它們將被放入一個電磁三軸亥姆霍茲線圈裝置中進行測試，以實現自主組裝、按需拆卸以及重新配置的任務。模塊化機器人是否能成功自組裝，關鍵在于單個立方體的精準運動。而這種精準度，又直接取決于立方體制作的工藝水平，但市面上大多數的3D打印機都無法達到所需的精準度和準確度。最后，Bhattacharjee博士選擇使用了摩方精密nanoArch®S140，該設備能夠幫助團隊迅速制作出尺寸精確的立方體，為機器人的自組裝提供了堅實的基礎。

“僅用了兩周時間，我們便收到了3D打印樣件。nanoArch® S140憑借高精準度，根據我們的設計圖紙，精確地制作了所需的尺寸。摩方精密團隊的高效溝通，讓我們得以加速研究進程，并獲得超越預期的成果。有效交流、準時交付和迅速響應，展示出摩方精密作為長期合作伙伴的可靠性和專業性。因此，我們毫不猶豫地推薦摩方精密，他們是您值得信賴的合作伙伴。"

—Anuruddha Bhattacharjee，博士，南衛理公會大學BAST實驗

• 3、展望未來

可重構模塊化機器人可通過外部磁控制器進行無線操縱，并根據指令進行自我組裝或拆解。采用面投影微立體光刻（PµSL）技術制作的小型立方體和生物相容材料的可用性，為磁模塊化機器人應用于手術工具和生物醫學領域開辟了新的可能性。