可溶于水的机器人问世:明胶和糖 3D 打印而成

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有这么一个能溶于水的机器人，最近登上了 Science 子刊，还是封面：

没错，就是身上装了压力感应器，可用游戏手柄操控的正经软体机器人：

能 360° 转圈，也能自主推开大铁球：

但放入水中，两天左右就能完全融化：

嗯…… 或许是因为这个机器人是由糖、柠檬酸、甘油一类的可食用原材料 3D 打印而成的，咂吧一口融化后的水，可能还有点甜味儿……

而这种材料最多可重复打印 5 次，同时还能保持 70% 以上的初始性能指标。对于每天都要产生超过 10 万吨科技垃圾的现代社会来说，可以说是一碗价值千金的糖水了。

可溶解的机器人

先来看看打印这样一个机器人所需的配料表：

• 糖浆，7 克

• 柠檬酸，1 克

• 甘油，9 克

• 去离子水，4 克

• 明胶粉，6.66 克

（乍看还以为在做什么好吃的）

将糖浆加热到 60°，然后将柠檬酸和甘油溶解在去离子水中，再倒入糖浆搅拌，最后加入明胶粉，让其浸泡至少 24 小时。

然后将上述混合物在 85℃的烤箱中加热 1 小时 15 分钟，并在真空下的行星搅拌机中混合 3.5 分钟，得到均匀的溶液。

也就是一种特殊的生物凝胶“墨水”。

得到的这种墨水拥有 300% 的可拉伸性，可以进行全方位的运动，弯曲角度最高是 74°，可以拉伸到原来的 6 倍。

柠檬酸的加入则调节了 pH 值以防止细菌生长，这使得这种材质在污水中也能几天之内就完全酶解。

然后先打印一个柱状物：

机器人的一个特征就是“可感知变化作出反应“，所以接下来是打印一个可拉伸的波导（Waveguide）传感器：

打印出来的长条看上去像一个没有包层的“数据传输线”，只不过这条线在附在上述柱状物表面后，可以准确得感知其变形情况：

通过这种高精度的传感器网络，就能实时获取执行器的弯曲状态，感知到与周围物体的接触事件的信息。

于是，当研究者们加入了一些简单的这搜索和擦拭程序时，这种材料的软体机器人就能自主地定位其周围的障碍物，并通过推动将其移除。

就像开头所展示的推走大铁球一样。

这种材料所带来的高度可重复性，更自由的弯曲程度、更高的灵敏度将使得软体机器人能更好地应用在手术工具、康复设备、抓手、行走和游泳机器上。

作者介绍

论文一作 A. HEIDEN 来自奥地利的约翰・开普勒林茨大学，目前为软体物质物理（Division of Soft Matter Physics）部门的一员：

论文：

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2119#