近日魔猴網(wǎng)了解到，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種3D打印復(fù)雜執(zhí)行器系統(tǒng)。該工具包包括用于設(shè)計(jì)合成的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化軟件和用于制造機(jī)器人執(zhí)行器的多材料按需3D打印。根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的前博士研究生Subramanian Sundaram的說(shuō)法，該系統(tǒng)可以制造“人類(lèi)幾乎不可能手工完成”的機(jī)制，特別是在航空航天領(lǐng)域。“我們的最終目標(biāo)是自動(dòng)為任何問(wèn)題找到最佳設(shè)計(jì)，然后使用我們優(yōu)化設(shè)計(jì)的輸出來(lái)制作?！盨undaram補(bǔ)充道。

為了演示這個(gè)系統(tǒng)，研究人員制作了帶有花瓣的漂浮睡蓮，這些花瓣配有執(zhí)行器和鉸鏈，可以響應(yīng)磁場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)電液體而折疊起來(lái)。照片來(lái)自麻省理工學(xué)院/

3D打印執(zhí)行器

麻省理工學(xué)院的研究中的執(zhí)行器機(jī)械地控制機(jī)器人系統(tǒng)，以響應(yīng)以不同角度傳輸黑白圖像的電信號(hào)。今年早些時(shí)候，麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了Cilllia，這是一種3D打印頭發(fā)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，可用作移動(dòng)物體的被動(dòng)執(zhí)行器。該大學(xué)的新型執(zhí)行器系統(tǒng)由柔軟和剛性聚合物以及響應(yīng)磁場(chǎng)的磁性納米粒子聚合物復(fù)合材料組成。構(gòu)建拓?fù)鋬?yōu)化器以基于材料的屬性和生成的體素模型控制材料的放置。配備有大桶材料的定制3D打印機(jī)連接到具有數(shù)百個(gè)噴嘴的打印頭，這些噴嘴可以單獨(dú)控制以制造致動(dòng)器。

將30μm大小的指定材料的液滴射入其各自的體素位置，然后在基板上逐層固化。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，麻省理工學(xué)院的研究人員3D打印出一個(gè)執(zhí)行器，當(dāng)平放時(shí)，描繪了文森特梵高的自畫(huà)像。當(dāng)傾斜時(shí)，它被激活，并展示著名的愛(ài)德華蒙克畫(huà)作“吶喊”。

3D打印動(dòng)作執(zhí)行器，以不同角度顯示兩幅著名畫(huà)作。通過(guò)MIT剪輯。

該系統(tǒng)基于屬性庫(kù)，該庫(kù)隨機(jī)地將不同的材料分配給不同的體素。通常在此過(guò)程中，手動(dòng)計(jì)算參數(shù)以找到最佳設(shè)計(jì)。進(jìn)行模擬以直接和以一定角度確認(rèn)所需的布置。在施加磁場(chǎng)時(shí)，在棕色磁性體素周?chē)砑?，移除和移?dòng)將改變致動(dòng)器的角度。3D打印的浮動(dòng)水百合也是用花瓣配備的致動(dòng)器和鉸鏈陣列創(chuàng)建的。這允許花瓣響應(yīng)于穿過(guò)導(dǎo)電流體的磁場(chǎng)而折疊。

Sundaram指出，由于新的多材料3D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)的維度變得更加復(fù)雜。 “你剩下的就是所謂的'組合爆炸'，你基本上有很多材料和屬性的組合，你沒(méi)有機(jī)會(huì)評(píng)估每一種組合，以創(chuàng)造一個(gè)最佳的結(jié)構(gòu)?！?/span>

研究人員認(rèn)為，這種自動(dòng)化過(guò)程可以推進(jìn)大型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，例如飛機(jī)機(jī)翼。目前，研究人員已經(jīng)開(kāi)始將飛機(jī)機(jī)翼分解成更小的體素塊，以?xún)?yōu)化其重量，升力和其他指標(biāo)的設(shè)計(jì)。

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