此次打印的超材料由包含感覺、移動(dòng)和結(jié)構(gòu)元素的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組成，可按照程序設(shè)置自行移動(dòng)。由于移動(dòng)和傳感的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)已就位，唯一需要的外部組件就是為機(jī)器人供電的小電池。而新方法的關(guān)鍵是壓電超材料的設(shè)計(jì)和印刷，壓電超材料是一種復(fù)雜的晶格材料，可響應(yīng)電場改變形狀和移動(dòng)，或基于物理力而產(chǎn)生電荷。
該項(xiàng)研究的首席研究員、UCLA工程學(xué)院助理教授鄭小雨表示，新方法將有助于發(fā)展一類自主材料，其可取代目前制造機(jī)器人的復(fù)雜組裝過程。新方法將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、多種傳感模式和可編程決策能力緊密集成在一起，類似于生物系統(tǒng)中的神經(jīng)、骨骼和肌腱協(xié)同工作，以執(zhí)行受控運(yùn)動(dòng)。
研究團(tuán)隊(duì)展示了這種機(jī)器人與板載電池和控制器的集成，以實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)器人的完全自主操作，每個(gè)機(jī)器人都有指甲那么大。這些“元機(jī)器人”有望帶來生物醫(yī)學(xué)機(jī)器人的新設(shè)計(jì)，如自轉(zhuǎn)向內(nèi)窺鏡或體內(nèi)“游泳機(jī)器人”;未來其還可探索危險(xiǎn)環(huán)境，如在倒塌的建筑物中快速進(jìn)入密閉空間，評(píng)估危險(xiǎn)級(jí)別并尋找被困在瓦礫中的人。
研究人員稱，他們的驅(qū)動(dòng)元件可在整個(gè)機(jī)器人中精確布置，以在各種類型的地形上進(jìn)行快速、復(fù)雜和擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)。他們還提出一種設(shè)計(jì)機(jī)器人材料的方法，以便用戶可制作自己的模型并將材料直接打印到機(jī)器人中。
研究人員演示了3個(gè)具有不同功能的“元機(jī)器人”：一個(gè)展示了繞過S形拐角和隨機(jī)放置障礙物的能力;另一個(gè)可在撞擊時(shí)逃跑;第3個(gè)可在崎嶇的地形上行走，甚至可小幅度跳躍。
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