科技日報記者 劉霞
美國卡內基·梅隆大學科學家開發出一種新型3D打印工藝，成功制造出名為microDeltas的微型德爾塔機器人。這些機器人有望在微操作、微組裝、微創手術以及可穿戴觸覺設備等領域發揮重要作用。相關論文發表于新一期《科學·機器人》雜志。
德爾塔機器人，又稱平行機器人或平行四邊形機器人，是一種高速輕載的并聯機器人。它由三條平行支撐桿構成機械臂，采用平行四邊形結構，廣泛應用于食品包裝、藥品分揀、電子裝配和新能源車壓鑄加工等領域。
早在20世紀80年代微機電系統問世時，工程師們就曾設想將其用于制造微型機器人。物理縮放定律也預示，小型化機器人有望在速度與精度等方面實現突破。然而，受限于當時的微型3D制造技術，將機器人縮小到微觀尺寸并非易事。
此次，團隊開發出一種基于雙光子聚合的3D打印工藝。這是一種先進的納米制造技術，通過聚焦激光精準固化感光材料，再沉積一層薄金屬，即可制造出具備電氣功能的復雜3D結構與致動器，無需手工折疊或組裝。
利用該技術，團隊制造出高度僅為1.4毫米和0.7毫米的微型德爾塔機器人。與同類機器人比較，它們是迄今體型最小、速度最快的。實驗證實，縮小尺寸不僅將機器人的精度提升至亞微米級，還使其工作頻率超過1千赫茲，甚至能發射相當于自身質量7.4%的鹽粒。
團隊表示，借助3D設計與打印技術，他們僅用很短時間就完成了八次機器人設計迭代，而傳統方法可能需要數周甚至數月。未來，通過調整設計參數、構建大規模陣列或引入傳感反饋，還能進一步提升機器人的帶寬、精度與工作范圍。
