科学家发明3D打印气动四足机器人，可在粗糙地形灵活行走

在几年前的芝加哥IROS（IEEE\RSJ智能机器人与系统国际会议）上，哈佛毕业生Michael Tolley向人们展示了一个使用爆发力实现跳跃的机器人，它具有粉红色和柔软的外形，用三条“腿”来支撑自重。而Tolley现如今已经在加州圣迭戈分校拥有了自己的机器人实验室，也一直致力于软体机器人的研究。他们最近表示将会在下周新加坡ICRA（IEEE机器人和自动化国际会议）上展示研究的最新成果——可以步行的四足软体机器人。

软体机器人（即具有软执行器的机器人）在设计制造上的优势在于可以较为容易且低成本地为它们配置各种各样且具有匹配性的安全配置。但它们的问题往往在于由于结构本身的特殊性，制作者在制作软体机器人的时候往往需要手工制作浇铸等模具。

而Dylan Drotman和Tolley UCSD实验室的学生们一起发明了一种新型的方法——用3D打印来制作软体机器人的足结构，极大地简化了制作工艺。使用这种打印方法，机器人的整个四足结构几乎可以轻松地被打印成一个单一的部分。但由于打印材料的性能要求具有特殊性，需要利用柔软橡胶材料和刚性材料的定制混合物来产生可调整坚固度的最终产品，一般的3D打印机难以做到。这次研究人员使用的是3D打印巨头Stratasys公司的Objet350 Connex3进行打印，其成本也是非常昂贵的。

在机器人的腿部结构制作方面，如下图所示，腿部本身由三个柔性且可充气的橡胶管组成，粘合在一起以形成一个管状三角形的横截面。通过对两根管子进行充气，腿部将沿着未膨胀的管子的方向弯曲，形成一个可以在两个轴上控制的腿部结构。

机器人的四条腿以X形安装在一起，不仅像传统爬行机器人一样具有爬行的能力，而且可以抬起每条腿进行“走路”。凭借其运动的灵活性，研究人员可以测试它在诸如岩石、沙子或狭窄空间等不同环境下的步态并进行优化。

由于机器人不仅仅需要携带传感器等，有时还需要与有许多执行器的摄像系统相连，背后还具有加压空气源或电池等电子设备，这就要求它要有一定的承载能力。另外在承载方面，该机器人在从地面“起立”的过程中可以承受0.62公斤的载荷，在直立状态下还可以承受更大的重量。除此之外，研究人员还表示将会开发一种可以用于在可能对人体有害的危险环境中检测或获取传感器对相关参数的读取的无限制四足机器人。

该实验室的Dylan Drotman、 Saurabh Jadhav、 Mahmood Karimi、Philip deZonia、以及Michael T. Tolley等研究人员将会出席新加坡举行的IEEE机器人和自动化国际会议，届时该机器人也会亮相在展会上。