Устойчивые роботы и 4D-печать

Природа часто служит источником вдохновения для современных робототехнических разработок, ориентированных на безопасное взаимодействие человека и машины. Вместе с тем преимущества расширенной автоматизации и интеграции цифровых технологий вступают в противоречие с глобальными экологическими задачами. В связи с этим для различных интеллектуальных приложений предложены биоразлагаемые мягкие роботы. Биоразлагаемость предоставляет мягкой робототехнике исключительное функциональное преимущество при операциях, включающих интеллектуальную трансформацию формы в ответ на внешние стимулы, такие как тепло, pH и свет. Изготовление мягких роботов традиционными методами производства характеризуется недостаточной гибкостью, высокой трудоёмкостью и временными затратами. Недавние достижения в области 3D- и 4D-печати мягких материалов и многоматериалов стали ключевыми для прямого производства мягких роботов со сложными конструкциями и функциями. В этом обзоре представлен подробный обзор прогресса 3D- и 4D-печати биоразлагаемых мягких датчиков и приводов (BSSA), которые являются наиболее важными компонентами каждой роботизированной системы. Кроме того, приведён краткий обзор биоразлагаемых материалов для изготовления гибких устройств, напечатанных на 3D-принтерах, с медицинскими и промышленными приложениями. Полный свод современных методов аддитивного производства для BSSA рассматривается подробно. Также проанализированы концепции биоразлагаемых 4D-печатных мягких приводов и датчиков и биогибридных мягких роботов.