机器人研究人员的目标之一是用具有自动驱动的软机器人实现3D打印，这种机器人可以被制造出来，然后立即离开打印机，成为一台功能齐全的机器。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员认为，通过使用商用3D打印机将复杂的传感器嵌入机器人的四肢和夹钳，他们更接近于设计这些所谓的“清醒和移动的机器人”。
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圣地亚哥大学的研究人员使用标准3D打印机开发了一种新的嵌入式传感器软机器人原型。(来源：加州大学圣地亚哥分校，大卫拜洛特/雅各布学校)
然而，尽管这是他们最终目标的重要里程碑，但该大学雅各布工程学院的团队承认，在3D打印机器人能够充分发挥其预期效果之前，他们需要改进所用的材料。
研究人员表示，从历史上看，制造可以打印然后自动启动的机器人的挑战是为软机器人开发有效的传感器。典型的传感器由刚性部件制成；然而，很明显，与典型的金属或塑料部件制成的机器人相比，软机器人需要更灵活、更复杂的表面和移动部件。
“软机器人的传感器设计是一个具有挑战性的问题，因为对其功能至关重要的设计参数范围很广(例如，几何形状、材料、驱动类型等。)，”研究人员在发表于《前沿杂志》的论文中写道。在机器人和人工智能领域。“虽然传统的刚性传感器在某些情况下可以有效地用于软机器人，但直接集成到软机器人中的传感器可以帮助提高它们的外部和内部感知能力。”
为了克服这一障碍，研究人员采用了两步走的方法。首先，他们选择了许多机器人实验室使用的商用打印机Stratasys Objet350 Connex3作为他们的制造方法。
据报道，他们还发现了一个帮助他们选择材料的发现。他们观察到，3D打印机中使用的一种材料是由碳颗粒制成的，当连接到电源时，可以为传感器供电。研究人员报告说，他们使用这种黑色树脂制作传感器，嵌入由透明聚合物制成的机器人部件中。
游戏材料
具体来说，研究人员使用了各种聚合物，包括柔性半透明光聚合物TangoPlus FLX930柔性黑色光聚合物TangoBlackPlus FLX980刚性且透明的光聚合物，VeroClear RGD810和柔性低产量聚合物SUP705作为支撑材料。他们说黑色树脂可以用作传感器的导电迹线。
“我们使用计算机辅助设计(CAD)软件来创建传感器几何形状，使用3D打印机来进行设计，并使用银浆和机械应变消除来固定电线，”研究人员写道。
研究人员创造了许多原型来证明他们的过程是有效的，包括机器人手爪和小型软机器人。
在研究过程中，该团队确实知道他们的材料和工艺的一些局限性。他们发现，当拉伸时，传感器在与人类皮肤大致相同的张力下失效，这并不意外。
然而，打印机中使用的聚合物并不意味着设计导电，所以研究人员发现它们的性能并不是最佳的，他们说。在实际操作之前，机器人还需要大量的后期处理——包括清洗杂质和干燥——所以它还没有达到“启动和行走”的特性。
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