工程师开发出能够玩任天堂游戏的软机械手

马里兰大学的研究人员和工程师创造了一款 3D 打印的软机器人手，可以玩任天堂的《超级马里奥兄弟》。 

这项研究在机器人手的敏捷性方面取得了令人难以置信的进步，发表于 科学进展.

软体机器人领域专注于以水或空气为动力的柔性充气机器人，而传统机器人则通过电力提供动力。 由于软机器人的安全性和适应性，人们对它们越来越感兴趣，这导致它们经常被用于假肢和医疗设备。 然而，在新的研究之前，控制使机器人弯曲和移动的流体一直很困难。

该研究小组由马里兰大学机械工程助理教授 Ryan D. Sochol 领导。 当他们能够 3D 打印具有集成流体电路的完全组装的软机器人时，该团队取得了重大突破，并且所有这一切都可以一步完成。

约书亚·哈伯德是共同第一作者。

“以前，软机器人手的每个手指通常都需要自己的控制线，这会限制便携性和实用性，”哈伯德解释道。 “但是，通过使用我们的集成流体晶体管 3D 打印软机械手，它只需一次压力输入就可以玩任天堂游戏。”

演示机器人

该团队通过设计集成流体回路展示了软机器人手，使其能够响应单一控制压力进行操作。 通过施加低压，团队可以让第一根手指按下任天堂控制器，让马里奥行走。 通过施加高压，马里奥会跳跃。 

该手依靠设定的程序在关闭、低、中、高压之间自动切换，它能够成功操作任天堂控制器并在不到 90 秒的时间内完成游戏的第一关。

Ruben Acevedo 是一位新近获得博士学位的人。 研究生和该研究的共同第一作者。 

Acevedo 说：“最近，几个小组尝试利用流体电路来增强软机器人的自主性，但构建这些流体电路并将其与机器人集成的方法可能需要数天到数周的时间，并且需要大量的体力劳动和技术能力。”

3D打印

该团队依赖于“PolyJet 3D 打印”，该技术将多层多材料“墨水”以 3D 方式堆叠在一起。

克里斯汀·爱德华兹是该研究的合著者。 

“在一天之内，只需少量的劳动，研究人员现在就可以从按下 3D 打印机的启动键，到拥有完整的软机器人，包括所有的软执行器、流体电路元件和身体特征，可供使用，”说爱德华兹

选择马里奥不仅仅是基于乐趣的决定，而且它实际上是衡量手部敏捷性的准确方法。 视频游戏的时间安排和关卡构成已经确定，一个错误就会结束游戏。 这提供了一种评估机器人的新方法。 

其他研究进展和开放获取

该团队的研究论文还详细介绍了受水龟启发的软机器人，这些机器人都是在 UMD 的 Terrapin Works 3D 打印中心打印的。

该团队的策略也是开源的，并且该论文是开放获取的，任何人都可以阅读。 该团队还将他们的补充材料链接到 GitHub，其中包括所有电子设计文件。

“我们免费共享我们所有的设计文件，以便任何人都可以轻松下载、按需修改和 3D 打印——无论是使用自己的打印机还是通过像我们这样的打印服务——我们工作中的所有软机器人和流体电路元件，”索科尔说。 “我们希望这种开源 3D 打印策略能够扩大具有集成流体电路的软机器人的可访问性、传播性、可重复性和采用范围，进而加速该领域的进步。”

该团队现在正在研究如何将他们的技术用于生物医学应用，如康复设备、手术工具和可定制的假肢。