在機器人科技領(lǐng)域，研發(fā)具備多功能和強適應性的系統，已經(jīng)成為研究推動(dòng)力。傳統的機器人系統受限于固定的結構，這很大程度上削弱了它們在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的適應能力。想象一下，如果機器人能夠根據實(shí)際需求靈活調整自身的形態(tài)和功能，那么它們在各類(lèi)環(huán)境中的應用前景將十分廣泛。

Anuruddha Bhattacharjee在南衛理公會(huì )大學(xué)BAST實(shí)驗室攻讀機械工程博士學(xué)位期間，傾力研發(fā)了一種模塊化機器人立方體。這種機器人立方體配備了磁性連接器和內置磁鐵，使得它們可以相互連接并組建各種形態(tài)。借助外部磁控制器，這些模塊化機器人立方體能夠實(shí)現無(wú)線(xiàn)操控，為微米級可重構機器人系統開(kāi)辟了新的可能。

• 1、模塊化機器人設計

Bhattacharjee博士需要先設計和制造出功能模塊化的立方體，然后在立方體的表面嵌入磁鐵，這樣就可以通過(guò)外部電磁控制器進(jìn)行操縱。其中立方體的邊緣為2mm，帶有10個(gè)300µm的孔，用于嵌入磁鐵。為了使立方體正常運作，他們需要在表面上精準地制作微孔，以便嵌入磁鐵。該團隊采用面投影微立體光刻（PµSL）技術(shù)這種超高精度3D打印技術(shù)，來(lái)制造出具有精確微孔的立方體。

• 2、無(wú)線(xiàn)控制立方體

在功能性模塊化立方體制作完畢之后，嵌有磁鐵的它們將被放入一個(gè)電磁三軸亥姆霍茲線(xiàn)圈裝置中進(jìn)行測試，以實(shí)現自主組裝、按需拆卸以及重新配置的任務(wù)。模塊化機器人是否能成功自組裝，關(guān)鍵在于單個(gè)立方體的精準運動(dòng)。而這種精準度，又直接取決于立方體制作的工藝水平，但市面上大多數的3D打印機都無(wú)法達到所需的精準度和準確度。最后，Bhattacharjee博士選擇使用了摩方精密nanoArch®S140，該設備能夠幫助團隊迅速制作出尺寸精確的立方體，為機器人的自組裝提供了堅實(shí)的基礎。

“僅用了兩周時(shí)間，我們便收到了3D打印樣件。nanoArch® S140憑借高精準度，根據我們的設計圖紙，精確地制作了所需的尺寸。摩方精密團隊的高效溝通，讓我們得以加速研究進(jìn)程，并獲得超越預期的成果。有效交流、準時(shí)交付和迅速響應，展示出摩方精密作為長(cháng)期合作伙伴的可靠性和專(zhuān)業(yè)性。因此，我們毫不猶豫地推薦摩方精密，他們是您值得信賴(lài)的合作伙伴。"

—Anuruddha Bhattacharjee，博士，南衛理公會(huì )大學(xué)BAST實(shí)驗

• 3、展望未來(lái)

可重構模塊化機器人可通過(guò)外部磁控制器進(jìn)行無(wú)線(xiàn)操縱，并根據指令進(jìn)行自我組裝或拆解。采用面投影微立體光刻（PµSL）技術(shù)制作的小型立方體和生物相容材料的可用性，為磁模塊化機器人應用于手術(shù)工具和生物醫學(xué)領(lǐng)域開(kāi)辟了新的可能性。