科技日報北京6月16日電 （記者張夢然）美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的工程師團隊開發了一種可一步構建機器人的新設計策略和3D打印技術。這項研究進展發表在《科學》雜誌上，展現了各種能夠行走、機動和跳躍的微型機器人的構造。

此次打印的超材料由包含感覺
、移(yi)動(dong)和(he)結(jie)構(gou)元(yuan)素(su)的(de)內(nei)部(bu)網(wang)絡(luo)組(zu)成(cheng)
，可(ke)按(an)照(zhao)程(cheng)序(xu)設(she)置(zhi)自(zi)行(xing)移(yi)動(dong)。由(you)於(yu)移(yi)動(dong)和(he)傳(chuan)感(gan)的(de)內(nei)部(bu)網(wang)絡(luo)已(yi)就(jiu)位(wei)，唯(wei)一(yi)需(xu)要(yao)的(de)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian)就(jiu)是(shi)為(wei)機(ji)器(qi)人(ren)供(gong)電(dian)的(de)小(xiao)電(dian)池(chi)。而(er)新(xin)方(fang)法(fa)的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)壓(ya)電(dian)超(chao)材(cai)料(liao)的(de)設(she)計(ji)和(he)印(yin)刷(shua)，壓(ya)電(dian)超(chao)材(cai)料(liao)是(shi)一(yi)種(zhong)複(fu)雜(za)的(de)晶(jing)格(ge)材(cai)料(liao)
，可(ke)響(xiang)應(ying)電(dian)場(chang)改(gai)變(bian)形(xing)狀(zhuang)和(he)移(yi)動(dong)，或(huo)基(ji)於(yu)物(wu)理(li)力(li)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)荷(he)。

該項研究的首席研究員
、UCLA工程學院助理教授鄭小雨表示，新方法將有助於發展一類自主材料，其可取代目前製造機器人的複雜組裝過程。新方法將複雜的運動
、多種傳感模式和可編程決策能力緊密集成在一起，類似於生物係統中的神經、骨骼和肌腱協同工作，以執行受控運動。

研究團隊展示了這種機器人與板載電池和控製器的集成，以實現3D打印機器人的完全自主操作，每個機器人都有指甲那麼大。這些“元機器人”有望帶來生物醫學機器人的新設計，如自轉向內窺鏡或體內“遊泳機器人”；未來其還可探索危險環境，如在倒塌的建築物中快速進入密閉空間，評估危險級別並尋找被困在瓦礫中的人。

研究人員稱，他們的驅動元件可在整個機器人中精確布置，以在各種類型的地形上進行快速、複雜和擴展的運動。他們還提出一種設計機器人材料的方法，以便用戶可製作自己的模型並將材料直接打印到機器人中。

研究人員演示了3個具有不同功能的“元機器人”：一個展示了繞過S形拐角和隨機放置障礙物的能力；另一個可在撞擊時逃跑

；第3個可在崎嶇的地形上行走，甚至可小幅度跳躍。

【總編輯圈點】

將電能轉化為運動的活性材料，用在機器人身上並不是什麼新鮮事
，但這些機器人通常運動範圍有限、xingjinjulibuzu，jishiyundongdehuayebunengtuolileisibiansuxiangdechuandongxitong。erqiedaduoshujiqiren，wulunqidaxiaoruhe，tongchangdoushiyouyixiliefuzadezhizaobuzhougoujiande。zhengshizhexiebuzhou，jichenglejiqirendezhiti、電子和有源組件；但也正是這些過程
，導致了更重的重量
、更大的體積和更少的力輸出。相比之下，UCLA開發的機器人材料由複雜的壓電和結構元件組成
，這些元件的結構巧妙滿足了高速伸展、彎曲、扭曲、旋轉、膨脹或收縮的運動能力——而這麼靈活的機器人，每一個僅硬幣大小。