باحثون يطورون عملية تدفق لتوجيه الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الروبوتات الناعمة

الروبوتات الناعمة هي مجال سريع النمو داخل الذكاء الاصطناعي. هذه الأنظمة قادرة على التكيف بأمان مع البيئات المعقدة ، ويمكن أن تكون لها تصاميم وأحجام مختلفة ، من الأمتار إلى الميكرومترات الفرعية.

الروبوتات الناعمة التي هي على مقياس الميليمتر لها أهمية خاصة ، لأنها قادرة على أن تتكون من مزيج من المحفزات الصغيرة التي تتحكم بها الضغط الهوائي. هذه الروبوتات الناعمة مفيدة للاستفادة من المناطق المحصورة المعقدة ، وتحريك الأجسام الصغيرة.

إحدى العواقب التي تترتب على تقليل حجم الروبوتات الناعمة الهوائية إلى الميليمترات هي أن لها سمات أكثر دقة. هذه السمات تقل بنسبة أكبر من عشرة أضعاف. هذا التصميم يتطلب قدرًا كبيرًا من الدقة عند إنشائه من خلال الوسائل التقليدية مثل القوالب والليثوغرافيا الناعمة. هناك بعض التكنولوجيات الجديدة مثل معالجة الضوء الرقمية (DLP) التي تنتج دقة نظرية عالية ، ولكن من الصعب القيام بذلك بدون انسداد. الأمثلة الناجحة للطباعة ثلاثية الأبعاد لروبوتات هوائية ناعمة صغيرة لا تحدث часто.

الباحثون من سنغافورة والصين ، وخاصة من جامعة سنغافورة للتكنولوجيا والتصميم (SUTD) ، جامعة جنوب الصين للعلوم والتكنولوجيا (SUSTech) ، و جامعة زيجيانغ (ZJU) ، قد أنشأوا عملية تدفق جينية لتوجيه الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام DLP لآليات هوائية ناعمة صغيرة لروبوتات ناعمة. هذه الآليات لها حجم إجمالي يتراوح بين 2-15 ملم. تم نشر البحث في تقنيات المواد المتقدمة.

“لقد استفدنا من الكفاءة والdecision العالية للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام DLP لتصنيع محفزات روبوتية ناعمة صغيرة” ، قال أستاذ مساعد Qi (Kevin) Ge من SUSTech ، الذي يقود مشروع البحث. “لضمان موثوقية الطباعة و الأداء الميكانيكي في المنتجات المطبوعة ، قدمنا نمطًا جديدًا لتعديل المواد والتكوين والسمات المعالجة بشكل منهجي وفعّال.”

طريقة عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام DLP هي إضافة مواد امتصاص الضوء إلى المحاليل البوليمرية. هذا يعزز دقة الطباعة في الاتجاهات الجانبية والرأسية. زيادة الكمية يسبب تدهورًا سريعًا في مرونة المواد. المرونة مهمة جدًا لروبوتات ناعمة لتحمل تشوهات كبيرة.

“لتحقيق توازن معقول ، اخترنا في البداية مادة امتصاص الضوء مع امتصاص جيد عند طول موجة الضوء الأشعة فوق البنفسجية المُشعة ، وقمنا بتحديد التكوين المناسب للمادة بناءً على اختبارات الأداء الميكانيكي” ، أشار المؤلف المشارك Yuan-Fang Zhang من SUTD.

“من خلال اتباع هذه العملية ، نحن قادرون على إنتاج مجموعة متنوعة من محفزات روبوتية ناعمة هوائية صغيرة ذات هياكل وأنماط تشكيل مختلفة ، كلها أصغر من عملة دولار سنغافوري واحدة ، على نظام طباعة متعددة المواد الذي بنيناه بأنفسنا. يجب أن تكون نفس المنهجية متوافقة مع طابعات DLP أو SLA التجارية ، حيث لا يتطلب أي تعديل على الأجهزة” ، قال المؤلف الرئيسي Qi Ge من SUSTech.

علاوة على ذلك ، طور الباحثون أيضًا جهاز إزالة حطام ناعم يحتوي على منفذ متواصل و محفز هوائي ناعم مطبوع ثلاثي الأبعاد. يمكنه التنقل خلال مساحة محصورة وجمع الأجسام الصغيرة التي توجد في أماكن صعبة الوصول.

ستساعد هذه التطورات الجديدة في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد لروبوتات ناعمة صغيرة ذات هياكل معقدة وتصاميم متعددة المواد متطورة. دمج محفزات هوائية ناعمة مطبوعة في نظام روبوتي سوف يوفر العديد من الفرص. يمكن تطبيق هذه التكنولوجيات الجديدة على تطبيقات مثل صيانة محركات الطائرات و الجراحة الغير جراحية ، وسوف تواصل تطويرها حتى ت惠ي مجالات أكثر.

انظر المزيد من جامعة سنغافورة للتكنولوجيا والتصميم ، حيث يمكنك العثور على معلومات حول الأبحاث الحالية التي تتم في هذه المجالات.