前沿 ｜ 90秒通关超级马里奥！Science子刊发布超灵活气动软机械手

▲正在玩超级马里奥兄弟的机械手

▲软体机械手程序的设定

与机械结构更加复杂的机械手方案相比，这种新式气动手要简单得多。因为传统电子机械手必须将单独的控制线路遍布每个手指，结果导致整体相对笨重、耗能、繁琐、且成本高昂。

▲来自：UMD

有鉴于此，由马里兰大学Ryan D. Sochol 助理教授带领的这支研究团队，着手开发了一套在结构上没有那么复杂、但仍相当高效实用的替代方案。

最终结果，就是上图展示的这款3D 打印三指柔软机械手。通过响应气压的变化，它可以轻松实现每个手指的单独移动。

▲研究配图 - 1：PolyJet3D 打印增材与全集成流体电路

单独的压缩机，可通过一根橡胶软管将空气泵如机械手。在软管的指端，则是三个被称作“流体晶体管”的非电气元件。

这些晶体管中的每一个都采用了特殊的设计，能够按需打开并让空气流入对应的机械手指，以响应低、中、高三档不同的气压。

▲研究配图 - 2：电路元件的工作原理和结果

当空气流入时，机械手指会收缩并指向下方。这样一来，通过改变泵入指端的气压，便可有选择性地激活任何一根手指。若完全阻止气流，则所有手指都会抬起到中立的位置。

从演示来看，研究团队能够让机械手指按下初代任天堂游戏机的手柄，并成功打通《超级马力欧兄弟》这款视频游戏的第一关。

▲研究配图 - 3：基于恒流软体机器龟的工作演示

展望未来，研究人员希望将这项技术应用于可定制的假肢、手术器械和康复设备，并且决定向其它感兴趣的研究团队开放 3D 打印设计文件。

▲研究配图 - 4：基于正弦输入的工作演示

Sochol 表示，他们希望这种开源的 3D 打印策略，能够有助于壮大集成流体回路软机器人的可用性。

▲研究配图 - 5：基于非周期性流体输入的预编程软机械手演示

感兴趣的朋友，可移步至《ScienceAdvances》查阅全文，原标题为《Fully 3D-printed soft robots withintegrated fluidic circuitry》。