新型3D打印工艺造出微型德尔塔机器人

美国卡内基·梅隆大学科学家开发出一种新型3D打印工艺，成功制造出名为microDeltas的微型德尔塔机器人。这些机器人有望在微操作、微组装、微创手术以及可穿戴触觉设备等领域发挥重要作用。相关论文发表于新一期《科学·机器人》杂志。

德尔塔机器人，又称平行机器人或平行四边形机器人，是一种高速轻载的并联机器人。它由三条平行支撑杆构成机械臂，采用平行四边形结构，广泛应用于食品包装、药品分拣、电子装配和新能源车压铸加工等领域。

早在20世纪80年代微机电系统问世时，工程师们就曾设想将其用于制造微型机器人。物理缩放定律也预示，小型化机器人有望在速度与精度等方面实现突破。然而，受限于当时的微型3D制造技术，将机器人缩小到微观尺寸并非易事。

此次，团队开发出一种基于双光子聚合的3D打印工艺。这是一种先进的纳米制造技术，通过聚焦激光精准固化感光材料，再沉积一层薄金属，即可制造出具备电气功能的复杂3D结构与致动器，无需手工折叠或组装。

利用该技术，团队制造出高度仅为1.4毫米和0.7毫米的微型德尔塔机器人。与同类机器人比较，它们是迄今体型最小、速度最快的。实验证实，缩小尺寸不仅将机器人的精度提升至亚微米级，还使其工作频率超过1千赫兹，甚至能发射相当于自身质量7.4%的盐粒。

团队表示，借助3D设计与打印技术，他们仅用很短时间就完成了八次机器人设计迭代，而传统方法可能需要数周甚至数月。未来，通过调整设计参数、构建大规模阵列或引入传感反馈，还能进一步提升机器人的带宽、精度与工作范围。