Science Robotics让软机器人“活”得更久的3D打印！
软机器人硬件在医疗、探索无结构环境等领域有广泛应用，但其生命周期有限，导致资源浪费和可持续性差。软机器人结合软硬组件，复杂组装和拆卸流程使其难以维修和升级。因此，如何延长软机器人的生命周期并提高其可持续性成为亟待解决的问题。针对此问题，新加坡科技设计大学的Pablo Valdivia y Alvarado团队开发了一种先进的基于挤压的增材制造工艺，即原位自由形式液态3D打印（iFL3DP），以促进软机器人的功能升级和维修。相关研究以"Upgrading and extending the life cycle of soft robots with in situ free-form liquid three-dimensional printing"为题发表在《Science Robotics》上。本论文主要介绍了通过原位自由形式液态3D打印（iFL3DP）技术对软机器人进行功能升级和维修的方法。以下是本论文创新点概述：（1）开发了iFL3DP技术：本文开发了一种先进的挤压式增材制造工艺——原位自由形式液态3D打印（iFL3DP），用于软机器人的功能升级和维修。该技术通过直接打印在机器人表面，实现了复杂几何形状的多材料组件的制造。（2）成功应用于软机器人升级：通过iFL3DP技术，成功对现有软机器人进行了升级，添加了触须状传感器、抓取机构和多功能被动触须阵列等功能组件。这些组件的集成显著提高了软机器人的环境交互能力和操作性能。 （3）延长了软机器人的生命周期：iFL3DP技术不仅简化了软机器人的维修流程，还通过模块化设计实现了损坏部件的快速更换，从而显著延长了软机器人的使用寿命。这一技术为软机器人的可持续发展提供了有力支持。本研究为软机器人的升级和寿命延长提供了新的解决方案，通过iFL3DP技术实现了复杂组件的直接集成和高效维修，推动了软机器人技术的可持续发展。1. iFL3DP技术及其应用本文介绍了一种先进的增材制造技术—原位自由形式液态3D打印（iFL3DP），该技术通过直接在软机器人表面打印复杂几何形状的多材料功能组件，有效解决了软机器人维修和升级的难题。iFL3DP技术利用屈服应力水凝胶作为临时支撑材料，允许在机器人表面局部沉积定制凝胶体积，随后进行功能性软组件的自由形式液态3D打印。这一技术显著减少了支撑凝胶的体积，同时不受工作空间的限制，且不增加后处理时间。研究团队成功应用iFL3DP技术对一款仿蝠鲼的软体游泳机器人进行了升级，通过添加触须状传感器、抓取机构以及多功能被动触须阵列等功能组件，显著提高了机器人的环境交互能力和操作性能。此外，iFL3DP技术还展示了在软机器人损坏部件维修方面的潜力，通过重新打印损坏部件，有效延长了机器人的使用寿命。整体而言，iFL3DP技术为软机器人的可持续发展提供了新的解决方案，有望推动软机器人技术的广泛应用。 
图1 软机器人升级与寿命延长的工作流程2. 软机器人功能组件的3D打印本文详细介绍了如何通过原位自由形式液态3D打印（iFL3DP）技术实现软机器人功能组件的3D打印。研究团队首先在机器人表面沉积一层薄薄的硅胶作为接合层，然后使用iFL3DP技术在接合层上直接打印功能组件，如触须状传感器、抓取机构和被动触须阵列等。这些组件由多种材料组成，包括不同模量的弹性体、液体和导电线，且具有复杂的几何形状，如悬垂和高纵横比结构，这些结构采用传统制造方法如铸造很难实现。打印过程中，通过调整针头轨迹、速度和输入压力，可以轻松实现组件的定制化。打印完成后，只需简单冲洗即可去除支撑凝胶，使组件立即投入使用。这种方法不仅简化了制造流程，减少了制造步骤，还提高了组件的集成度和修复性，显著延长了软机器人的使用寿命。 
图2 iFL3DP工艺流程图3. 触须传感器性能表征本文对触须传感器的性能进行了详细表征。首先，通过动态和静态实验评估了应变计的响应特性。在动态实验中，触须在50 mm/s的速度下产生10 mm的位移，结果显示应变计在100次循环中表现出一致的响应，每次接触导致的电阻变化平均值为0.060±0.014。在静态实验中，触须同样在50 mm/s的速度下产生10 mm的位移，并保持30秒，结果表明应变计在刺激开始和结束时记录到电阻尖峰。此外，还测试了机器人在不同游泳速度下的传感器响应，结果显示传感器能够有效捕捉鳍的运动并记录相应的电压变化。这些实验结果表明，触须传感器能够可靠地检测机械刺激，为软机器人提供有效的触觉反馈。 
图3 触须传感器性能表征4. 钩状执行器设计与测试本文详细介绍了钩状执行器的设计与测试过程。钩状执行器由两个钩状触须组成，通过镍铬合金线的焦耳加热控制低沸点液体的体积变化，从而实现钩状触须的开合。执行器的设计包括一个充满低沸点液体（约2.4毫升）的腔室，腔室顶部覆盖一层软膜，软膜上打印两个钩状触须。通过有限元分析（FEA）优化了腔室和钩状触须的设计，确保了执行器在加热时的可靠变形。实验结果表明，在固定电流（0.35 A at 4.20 V）下，执行器在60秒内可以达到51°的开合角度。此外，钩状执行器成功应用于软机器人的停靠和负载携带任务，展示了其在实际应用中的有效性和可靠性。这些结果表明，钩状执行器设计能够为软机器人提供额外的功能，增强其操作能力。 
图4 钩状执行器性能与模拟5. 被动温度传感与样本收集本文展示了被动触须阵列在软机器人上的多种应用。被动触须阵列由高密度分布的触须组成，不仅能够收集生物样本，还可以通过颜色变化指示环境温度变化。实验中，触须阵列成功应用于温度感应和样本收集任务。当机器人从冷水区域移动到温水区域时，触须的颜色从红色变为绿色，实时反映了环境温度的升高。此外，触须阵列还用于收集水生植物样本，展示了其在环境监测和研究中的潜力。这些应用证明了被动触须阵列能够为软机器人提供额外的感知功能，增强其在复杂环境中的适应性和操作能力。 
图5 被动触须阵列的应用综上所述，本文提出了一种创新的原位自由形式液态3D打印（iFL3DP）技术，用于升级和修复软机器人，延长其生命周期。通过直接在软机器人表面3D打印复杂的多材料功能组件，iFL3DP技术克服了传统制造方法在集成和修复方面的限制。研究团队成功应用iFL3DP技术对一款仿蝠鲼软体游泳机器人进行了升级，增加了触须状传感器、抓取机构和被动触须阵列等功能组件，显著提高了机器人的环境交互能力和操作性能。此外，iFL3DP技术还展示了在软机器人损坏部件维修方面的潜力，通过重新打印损坏部件，有效延长了机器人的使用寿命。整体而言，iFL3DP技术为软机器人的可持续发展提供了新的解决方案，有望推动软机器人技术的广泛应用。初步实验已展示出水下沉积硅胶和支持水凝胶的可行性，进一步的研究可探索该技术在液体环境中的适用性和影响范围，有望实现水下软机器人功能组件的直接制造和维护。
相关文章：
Science Robotics让软机器人“活”得更久的3D打印！
软机器人硬件在医疗、探索无结构环境等领域有广泛应用，但其生命周期有限，导致资源浪费和可持续性差。软机器人结合软硬组件，复杂组装和拆卸流程使其难以维修和升级。因此，如何延长软机器人的生命周期并提高其可持续性成为亟待解决…...
【JVM】总结篇-运行时内存篇
文章目录 JVM内存模型（内存结构）程序计数器 pc虚拟机栈本地方法栈 native堆堆空间堆中一些JVM参数堆中垃圾回收过程MinorGC MajorGC FullGC年轻代GC(Minor GC)触发机制：老年代GC（Major GC/Full GC）触发机制：…...
【2025最新计算机毕业设计】基于SpringBoot+Vue智慧养老医护系统（高质量源码，提供文档，免费部署到本地）【提供源码+答辩PPT+文档+项目部署】
作者简介：✌CSDN新星计划导师、Java领域优质创作者、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域和学生毕业项目实战,高校老师/讲师/同行前辈交流。✌ 主要内容：🌟Java项目、Python项目、前端项目、PHP、ASP.NET、人工智能…...
【数据仓库】hive on Tez配置
hive on Tez 搭建 前提是hive4.0hadoop3.2.2数仓已搭建完成，现在只是更换其执行引擎 为Tez。搭建可参考【数据仓库】hive hadoop数仓搭建实践文章。 Tez 下载 下载地址 https://archive.apache.org/dist/tez/ 官网地址 https://tez.apache.org/releases/apac…...
基于HTML和CSS的旅游小程序
一、技术基础 HTML（HyperText Markup Language）：超文本标记语言，用于定义网页的内容和结构。在旅游小程序中，HTML用于搭建页面的基本框架，包括标题、段落、图片、链接等元素，以及用于交互的表单…...
CDP集成Hudi实战-文件存储布局实况讲解
[〇]关于本文 本文我们参考一张在hdfs中的hud表讲解一下hudi表的文件存储布局 [一]时间线文件解析 目录结构中列出的文件和子目录如下： 1-文件类型解析 时间线目录中的文件主要有以下几种类型： <commit_id>.deltacommit.inflight 表示一项事务&…...
)
22408操作系统期末速成/复习(考研0基础上手)
第一部分:计算题： 考察范围：（标红的是重点考） 第一章：CPU利用率： 第二章： 进程调度算法（需要注意不同调度算法的优先级和题目中给出的是否可以抢占【分为可抢占和不可抢占ÿ…...
Qt的信号与槽
文章目录 信号与槽机制信号与槽的定义 Qt使用信号与槽机制进行对象间的通信。当某个对象的状态发生变化时，该对象会触发一个信号。 该信号和另外一些对象的槽函数绑定，信号的触发将导致这些槽函数的执行，以处理第一个对象状态的变化。触发信号…...
牛客网刷题 ——C语言初阶——JZ15 二进制中1的个数
1.题目描述 题目OJ链接 描述 输入一个整数 n ，输出该数32位二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。 2.思路 求2进制中1的个数，可以转换为求每一位，1的个数，1&1还是1 所以判断如果该数值&1为真，我们就co…...
【游戏设计原理】47 - 超游戏思维
对于这条原理，我首先想到的是开放世界，或者探索性游戏，这是最能包容各类玩家的游戏类型。这类游戏定义了基本规则，玩家的可操作性很强。就像上图里的沙池一样，里面有滑梯，是规则性比较明确的，而…...
Elasticsearch Serverless中的数据流自动分片深度解析
Elasticsearch Serverless中的数据流自动分片深度解析 一、Elasticsearch Serverless概述 1. 什么是Elasticsearch Serverless Elasticsearch Serverless是一种云端全托管的Elasticsearch服务，它基于云原生Serverless技术架构，提供自动弹性和完全免运…...
Elasticsearch JavaRestClient版
文章目录 初始化RestHighLeveClient（必要条件）索引库操作1.创建索引库（4步）2.删除索引库（3步）3.判断索引库是否存在（3步）4.总结：四步走 文档操作1.创建文档（4…...
通过爬虫方式实现视频号助手发布视频
1、将真实的cookie贴到解压后目录中cookie.txt文件里，修改python代码里的user_agent和video_path, cover_path等变量的值，最后运行python脚本即可； 2、运行之前根据import提示安装一些常见依赖，比如requests等； 3、2025年1月份最新版； 代码如下： import json import…...
如何在VMware ESXi和Workstation中打开VMDK文件？
VMware 中的 VMDK 是什么？ 在 VMware 中，VMDK 是虚拟磁盘文件的格式，全称是 Virtual Machine Disk。VMDK 文件用于存储虚拟机的硬盘内容，包括操作系统、应用程序、文件等。它相当于虚拟机的硬盘驱动器，可以模拟出各种…...
【计算机视觉技术 - 人脸生成】2.GAN网络的构建和训练
GAN 是一种常用的优秀的图像生成模型。我们使用了支持条件生成的 cGAN。下面介绍简单 cGAN 模型的构建以及训练过程。 2.1 在 model 文件夹中新建 nets.py 文件 import torch import torch.nn as nn# 生成器类 class Generator(nn.Module):def __init__(self, nz100, nc3, n…...
「Mac畅玩鸿蒙与硬件54」UI互动应用篇31 - 滑动解锁屏幕功能
本篇教程将实现滑动解锁屏幕功能，通过 Slider 组件实现滑动操作，学习事件监听、状态更新和交互逻辑的实现方法。 关键词 滑动解锁UI交互状态管理动态更新事件监听 一、功能说明 滑动解锁屏幕功能包含以下功能： 滑动解锁区域：用…...
-JVM运行时数据区)
JVM学习指南(9)-JVM运行时数据区
JVM学习指南(9)-JVM运行时数据区 引言 Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的核心，它为Java程序提供了一个与平台无关的执行环境。JVM的重要性不仅在于它实现了Java的跨平台特性，还在于它对程序执行过程中内存的管理。JVM运行时数据区是程序执行过程中存储数据的关键区域，理解…...
)
前端实现大文件上传(文件分片、文件hash、并发上传、断点续传、进度监控和错误处理，含nodejs)
大文件分片上传是前端一种常见的技术，用于提高大文件上传的效率和可靠性。主要原理和步骤如下 文件分片 确定分片大小：确定合适的分片大小。通常分片大小在 1MB 到 5MB 之间使用 Blob.slice 方法：将文件分割成多个分片。每个分片可以使用 Bl…...
什么是 C++ 的序列化？
什么是 C 的序列化？ 序列化（Serialization）是指将对象的状态转换为可以存储或传输的格式的过程。它使得对象能够以二进制或文本的形式被保存到文件中，或者通过网络发送到远程计算机上，稍后可以重新构造出来࿰…...
047_小驰私房菜_Qcom 8系列，Jpeg GPU 旋转
【问题背景】 横屏模式下，发现有些三方app拍照旋转了90度。 【修改策略】 adb shell setprop endor.debug.camera.overrideGPURotationUsecase 1 或者在/vendor/etc/camera/camxoverridesettings.txt 里面添加如下内容 overrideGPURotationUsecase1 【解释】 Ga…...
【C++】2039：【例5.6】冒泡排序
博客主页： [小ᶻ☡꙳ᵃⁱᵍᶜ꙳] 本文专栏: C 文章目录 💯前言💯题目描述💯我的初步实现我的代码实现问题分析 💯老师的实现方式老师代码的特点分析老师代码的执行过程 💯我的代码与老师代码的对比优点…...
【Java回顾】Day4 反射机制
反射机制 之前学过一部分，笔记在20250103Java包_网络编程.md里,这里在之前的笔记的基础上做一些补充。 反射：得到class对象后反向获取对象的各种信息。 包 Field 类或接口中的字段(成员变量)，动态访问和修改类的字段 模板 获取Class 对象 …...
MATLAB画柱状图
一、代码 clear; clc; figure(position,[150,100,900,550])%确定图片的位置和大小，[x y width height] %准备数据 Y1[0.53,7.9,8.3;0.52,6.8,9.2;0.52,5.9,8.6;2.8,5.8,7.9;3.9,5.2,7.8;1.8,5.8,8.4]; % withoutNHC X11:6; %画出4组柱状图，宽度1 h1…...
web漏洞之文件包含漏洞
一、文件包含漏洞 1、把DVWA页面改为low级别，然后点击File Inclusion页面 原理是File Inclusion页面访问的是low.php和include.php，这两个页面包含了include($_GET[page])这句话，意思是page会把用户输入的参数带进来然后由$_GET读取&#x…...
spring mvc源码学习笔记之六
pom.xml 内容如下 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.apache.org/P…...
深入理解 PyTorch 的 Dataset 和 DataLoader：构建高效数据管道
文章目录 简介PyTorch 的 DatasetDataset 的基本概念自定义 Dataset实现 __init__ 方法示例：从 CSV 文件加载数据 实现 __len__ 方法实现 __getitem__ 方法另一种示例：直接传递列表训练集和验证集的定义 1. 单个 Dataset 类 数据分割2. 分别定义两个 Da…...
跳转)
VSCode设置ctrl或alt+mouse(left)跳转
总结： （1）VSCode初次远程连接服务器时，需要在服务器上下载 python 拓展，然后选择对应的环境 （2）VSCode设置ctrl或altmouse(left)跳转到定义...
在Ubuntu 18.04.6 LTS安装OpenFace流程
一、修改配置:将gcc8，g8作为默认选项 sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-8 100 sudo update-alternatives --config gcc 选择版本，再查看gcc --version sudo update-alternatives --install /usr/bin/g g /usr/bin/g-…...
微服务拆分的艺术：构建高效、灵活的系统架构
目录 一、微服务拆分的重要性 二、微服务拆分的策略 1. 按照业务领域拆分 2. 按照团队结构拆分 3. 按照业务边界拆分 4. 按照数据和数据库拆分 5. 按照用户界面或外部接口拆分 6. 按照功能模块或领域驱动设计拆分 7. 按照性能和可伸缩性需求拆分 三、微服务拆分的实践…...
PHP框架+gatewayworker实现在线1对1聊天--发送消息（6）
文章目录 发送消息原理说明发送功能实现html部分javascript代码PHP代码 发送消息原理说明 接下来我们发送聊天的文本信息。点击发送按钮的时候，会自动将文本框里的内容发送出去。过程是我们将信息发送到服务器，服务器再转发给对方。文本框的id为msgcont…...
java项目之读书笔记共享平台（源码+文档）
风定落花生，歌声逐流水，大家好我是风歌，混迹在java圈的辛苦码农。今天要和大家聊的是一款基于springboot的闲一品交易平台。项目源码以及部署相关请联系风歌，文末附上联系信息 。 项目简介： 读书笔记共享平台的主要使…...
RabbitMq的Java项目实践
在现代软件开发中，消息队列（Message Queue，简称MQ）作为一种重要的组件，承担着上下游消息传递和通信的重任。RabbitMQ作为一款流行的开源消息队列中间件，凭借其高可用性、可扩展性和易用性等特点，…...
气膜球幕：引领元宇宙时代的科技与艺术光影盛宴—轻空间
在科技与艺术交织的时代，未来的观影体验将不再受限于传统屏幕的束缚。随着气膜球幕的崭新亮相，突破性的光影效果和沉浸式体验让我们走进了一个全新的视听世界。这不仅仅是一个简单的球形影院，它是连接现实与虚拟、科技与艺术、光与影的桥梁&a…...
行为模式2.命令模式------灯的开关
行为型模式 模板方法模式（Template Method Pattern）命令模式（Command Pattern）迭代器模式（Iterator Pattern）观察者模式（Observer Pattern）中介者模式（Mediator Pattern…...
Linux环境下静态库和动态库的实现
Linux 环境下静态库和动态库的实现 在软件开发中，库是非常重要的组成部分。它们包含了一组可复用的函数和代码片段，用于提高开发效率和代码质量。在Linux系统中，库分为静态库和动态库两种。本文将介绍它们的实现方式，结合C语言代…...
如何很快将文件转换成另外一种编码格式?编码？按指定编码格式编译?如何检测文件编码格式?Java .class文件编码和JVM运行期内存编码？
如何很快将文件转换成另外一种编码格式? 利用VS Code右下角的"选择编码"功能，选择"通过编码保存"可以很方便将文件转换成另外一种编码格式。尤其，在测试w/ BOM或w/o BOM, 或者ANSI编码和UTF编码转换，特别方便。VS文件另…...
Tortoisegit 安装之后没有Add、ignore解决
在本地的仓库文件夹中点击右键，找到Settings， 从General 找到Contex Menu，我的系统是Win11，所以用Win11 Contex Menu 将所需要的操作打勾即可。...
线性代数考研笔记
行列式 背景 分子行列式：求哪个未知数，就把b1，b2放在对应的位置 分母行列式：系数对应写即可 全排列与逆序数 1 3 2：逆序数为1 奇排列 1 2 3：逆序数为0 偶排列 将 1 3 2 只需将3 2交换1次就可以还原原…...
)
C语言带参数的宏定义的相关知识汇总(最常用的形式、带标记分隔符##的形式...)
阅读大型C工程代码时，绕不开带参数的宏定义的阅读，所以有必要强化一下这一块的知识。 01-带参数的宏定义最常用的形式 # define S(a,b) a*b ... ... ... area S(3,2);则在编译预处理时area S(3,2);被展开为： area 3 * 2;02-带标记分隔符…...
cpp编译链接等
一、编译预处理 C程序编译的过程：预处理 -> 编译（优化、汇编）-> 链接 预处理指令主要有以下三种： 包含头文件：#include 宏定义：#define（定义宏）、#undef（删除宏…...
)
openbmc sdk09.03 适配(一)
1.说明 本节是根据最新的sdk09.03适配ast2600平台。 sdk下载路径为: https://github.com/AspeedTech-BMC/openbmc可参阅文档: https://blog.csdn.net/wit_yuan/article/details/144613247nfs挂载方法: # mount -o nolock -t nfs serverip:/xx...
JavaScript HTML DOM 实例
JavaScript HTML DOM 实例 JavaScript 的 HTML DOM（文档对象模型）允许您通过脚本来控制 HTML 页面。DOM 是 HTML 文档的编程接口，它将 Web 页面与编程语言连接起来，使得开发者可以改变页面中的内容、结构和样式。在这篇文章中，我们将通过一系列实例来探讨如何使用 JavaSc…...
【Vue】：解决动态更新 ＜video＞ 标签 src 属性后视频未刷新的问题
问题描述 在 Vue.js 项目，当尝试动态更新 <video> 标签的 <source> 元素 src 属性来切换视频时，遇到了一个问题：即使 src 属性已更改，浏览器仍显示旧视频。具体表现为用户选择新视频后，视频区域继续显示之…...
C语言| 二维数字的定义
【二维数组】 二维数组的本质就是一维数组，表现形式上是二维的。 定义一般形式为 类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式]; 举例 int a[2][3]; 定义了一个2行3列的二维数组a，共有6个元素。 元素名字依次是：a[0][0],a[0][1],a[0][…...
全国青少年信息学奥林匹克竞赛（信奥赛）备考实战之循环结构（for循环语句）—（十）（求解数学中特殊的数）
实战训练1—完全数 问题描述： 数学上的“完全数”是指真因子（除了自身以外的约数）之和等于它本身的自然数。例如，6的因子是1,2,3，而1236，所以6是完全数。如果一个正整数小于它的所有真因数之和࿰…...
【大模型】ChatGPT 数据分析与处理使用详解
目录 一、前言 二、AI 大模型数据分析介绍 2.1 什么是AI数据分析 2.2 AI数据分析与传统数据分析对比 2.2.1 差异分析 2.2.2 优劣势对比 2.3 AI大模型工具数据分析应用场景 三、AI大模型工具数据分析操作实践 3.1 ChatGPT 常用数据分析技巧操作演示 3.1.1 快速生成数据…...
[gcc]常见编译开关
GCC 提供了许多编译开关（编译选项），这些开关可以用于控制编译过程的各种方面，如优化级别、调试信息、警告和错误处理等。 以下是一些常见的 GCC 编译开关： -o：指定输出文件名。例如，gcc -o myp…...
iOS实现在collectionView顶部插入数据效果
有时候，我们会遇到这种需求，就是下拉刷新的时候，在 collectionView顶部插入数据，这个时候，需要我们注意 主要有两点 1 关闭隐式动画 由于我们使用insert在collectionView顶部插入数据是有从头部插入的隐式动画的&#…...
GPIO、RCC库函数
void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx); void GPIO_AFIODeInit(void); void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct); void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct); //输出 读 uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx,…...
PostgreSQL学习笔记（一）：PostgreSQL介绍和安装
目录 概念 PostgreSQL简介 PostgreSQL的关键特性 1. 标准兼容性 2. 扩展性 3. 数据完整性和可靠性 4. 丰富的数据类型 5. 查询能力 6. 事务和并发控制 7. 扩展和插件 8. 跨平台和多语言支持 9. 高可用性和扩展性 常用场景 安装 Linux apt安装 下载安装包安装 客…...