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长见识了!可以自己生长的植物机器人!3D打印管状身体 #机器人#科技 #黑科技 #仿生机器人 #3d打印 FiloBot 是一种由意大利理工学院(IIT)研发的创新型仿生机器人,其设计灵感完全源自攀爬植物的生长机制。在 2024 年 1 月发表于《Science Robotics》的论文中,该团队展示了这种机器人如何打破传统机器人“先制造、后运动”的固有范式,实现“边生长边移动”的独特能力。 在技术原理上,FiloBot 的核心是一个集成了 3D 打印机构的旋转头部。它通过顶端生长(Apical Growth)的方式,将基座输送来的熔融塑料丝(通常为 PLA 材料)以螺旋路径沉积在自身顶端。随着塑料的冷却和硬化,机器人便构建出了中空的管状身体。这种设计具有双重优势:首先,中空结构极大减轻了自重,使其能够垂直向上生长或在没有任何外部支撑的情况下横跨空隙;其次,中空内部作为通道,保护了后续生长所需的耗材丝、电源线和信号线。 FiloBot 的智慧在于其“具身智能”。它的头部集成了光敏、重力和距离传感器,使其具备多种“趋性”。它能像真实植物一样感知光线方向(趋光性)并调整生长轨迹,或感知重力方向(向地性/背地性)来决定攀爬路径。更重要的是,它能根据环境阻力实时调整打印参数。例如,当它感知到需要跨越一段没有任何支撑的悬空区域时,它会自动增加打印层的壁厚并减慢生长速度,从而增强身体的机械强度以抵御重力。反之,当它缠绕在树枝等支撑物上时,它会降低壁厚以节省材料。这种按需定制的结构制造,使其在处理不可预测的地形时展现出极高的自适应性。 在应用愿景方面,FiloBot 被寄予厚望用于解决传统机器人难以应对的极端挑战。在灾难救援中,它能钻入碎石瓦砾的微小缝隙,利用自身坚固的管道身体支撑起坍塌空间,或向幸存者输送氧气与饮水。在环境保护领域,它能以极低的生态干预进入原始森林或受污染区域,在高处部署传感器而不破坏底层植被。此外,其极高的材料利用率也为未来太空探索中基础设施的自动化构建提供了新思路。 总而言之,FiloBot 不仅是一个机器人,更是一个动态生长的基础设施平台。它完美融合了 3D 打印技术、仿生学和自主控制算法。虽然其每分钟几毫米的生长速度限制了实时性,但它在复杂非结构化环境中的生存力,证明了模仿植物的“耐心与韧性”是机器人进化的一条崭新道路。这种将“制造”与“运动”合二为一的理念,是对达芬奇“向自然学习”精神的现代致敬。
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