任何看過無人機視訊，或者「BattleBots」中任意一集的人都知道，機器人會損壞，原因往往是它們沒有合適的墊子去保護它們自己。
但這周麻省理工學院電腦科學和人工智慧實驗室（CSAIL）的研究者們將推出一種新的技術。該技術使用了 3D 列印的柔性材料，能使得機器人在它們的移動中更加安全和準確。這一技術可用於提高無人機、手機、鞋或頭盔等物品的耐用效能。
該小組的「可程式設計粘彈性材料」（PVM: programmable viscoelastic material）技術讓使用者能夠自主設計 3D 列印部件的每一個部分，使得列印的物品能夠依據它們用途的不同精確地滿足所需的硬度或彈性。
減震的皮膚，可以讓這些來自 MIT 計算機和人工智慧實驗室的機器人們在著陸時更加精確。由此，該技術有著潛在的應用前景：延長那些運輸無人機的壽命——比如那些在 Amazon 和 Google 開發的無人機。
例如，在 3D 列印一個通過彈跳移動的立方體機器人後，研究者為機器人添上減震的「皮膚」，從而使其傳遞給地面的能量減少到了原來的 1/250。
「這種能量的減少防止了無人機在著陸撞擊地面時其上的轉子脫落和感測器損壞。」CSAIL 主任 Daniela Rush 說。他監督了整個專案並且是相關論文的作者之一。他說：「這些新材料使得 3D 印表機器人擁有粘彈效能，這種特性可作為製造過程的一部分在列印過程中賦予機器人。」
這種皮膚同時也使得機器人在著陸時比以往精確四倍。這表明相似的減震方法可以被用於延長亞馬遜和谷歌研發的運輸無人機的壽命。
這篇論文將會在下週在韓國舉行的 IEEE/RSJ 智慧機器人和系統國際會議上發表。作者是以 Rus 為首的三名博士後：第一作者 Robert MacCurdy 和 Jeffrey Lipton, 以及第三作者 Shuguang Li。
使用減震器
使用減震器有很多原因，包括控制鋼琴的聲音音色，保證汽車平順行駛在路面上，或避免諸如無線電塔等裝置受到風暴的影響。
最常見的減震材料是橡膠或塑料這樣的「粘彈性材料」，它們同時具有固體的和液體的效能。它們便宜，結構緊實，又容易找到。但它們僅僅在特定領域和特殊的減震水平上具備商業用途，因為定製它們是件極花費時間的事情。
該團隊意識到，解決這一問題的方法是 3D 列印。由於可以將不同機械效能的材料放入同一設計中，3D 列印可讓使用者能夠「程式設計」物件每個部分精確所需的材料。
「在現有的製造方法下，定製柔性物件是很困難的。因為你需要通過鑄模或者其他工業手段。」Lipton 說:「3D 列印為我們創造了更多可能。讓我們可以提出：我們能做過去無法做出東西嗎？」
通過一個標準的 3D 印表機，該團隊使用一種混合了固體和液體、具備彈力的橡膠狀材料——TangoBlack+——來列印方塊以及它的皮膚。該 PVM 工藝與 Rus 之前的 3D 印表機器人相關——使用噴墨的液滴逐層沉積不同材料，然後用 UV 光去凝固非液體部分。
這個立方體機器人有一個堅實的身體、兩個電機、一個微控制器、一個電池和一個慣性測量單元感測器。四層環形的金屬條作為推動方塊前進的彈簧。
「通過組合多種材料達到超過原有材料的效能，這樣的工作延展了我們可以列印的東西的範圍。」哥倫比亞大學工程系教授、《Fabricated: The New World of 3-D Printing》的作者之一 Hod Lipson 說，「在此之上，能夠在獨個列印工作中使用這個技術讓增材製造（additive manufacturing）更上一層樓。」
Rus 提到 PVM 還有其他防護作用，例如用於減震跑鞋和頭盔。通過減輕機器人發動機所帶來的震動，例如 PVM 不僅可以保護照相機和感測器等敏感部位，還能使機器人更易於控制。「能夠對部件的不同部分進行程式設計，對於頭盔這樣物品有著重要的影響。」MacCurdy 說:「你可以在特定部分使用讓你的頭部感到舒適的特殊材料，而該行業的其它減震材料主要是用於減輕撞擊的影響。」
該工作得到了美國國家科學基金會的資助支援。