300美金3D打印“手搓”机器人,助力华人学者发表最新Nature!

3D打印技术参考注意到,最新一期的Nature于6月25日更新,在麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室发表的关于“利用深度神经网络控制机器人方法”一文中,3D打印发挥了重要作用。在多位并列第一作者中,具有中国语义名字有多位,信息查询显示华人学者居多。

这项研究主要属于机器人控制和人工智能领域,与3D打印技术有显著的交叉和应用,特别是在制造复杂机器人结构方面。需要明确的是,这项研究的机器人并非是由关节、刚性连杆组成的传统机器人,而是由多种功能性材料组成的仿生机器人,它并不采用传统电机驱动,而是采用气动和类似肌肉的执行器进行驱动。

研究的核心内容是介绍了一种利用深度神经网络控制机器人的方法,能够只通过单个摄像头实现对机器人的控制,而不需要对机器人的材料、驱动或传感器做出假设,并且可以通过观察随机命令的执行来自我训练,也不需要专家干预。

在这项研究中,3D打印被用于制造机器人的混合软-刚性气动手以及手动剪切拉胀执行器。其中,前者使用树脂喷射光固化3D打印成一体结构,结合了柔性 手指和刚性核心,由15个气动通道控制。这种复杂的结构很难用传统制造方法实现。

MIT在机器人领域具有非常高的知名度,尤其借助3D打印技术取得了众多研究进展。研究提到,3D打印等现代制造技术能够制造出结合了软性、顺从和刚性材料的部件,这种多材料的组合可以使机器人系统不需要使用电机驱动,甚至不需要人工组装,可借助磁力、热、气动等方式实现对机器人的控制,表现出比传统机器人系统更好的性能。因此可以看出,3D打印技术的使用显著降低了实现机器人自动化的成本和门槛。

MIT开发的4D打印机器人

总的来说,这项研究提出了一种基于视觉的深度学习方法,该方法无需对机器人的材料、驱动或嵌入式传感器进行任何假设,仅凭视觉即可学习控制机器人。该框架适用于各种具有挑战性的机器人平台,从传统的刚性系统到软硬混合、3D打印、柔性和低成本的教育机器人,仅凭视觉即可成功估算其三维结构,无需专家干预即可发现其运动结构,并使用单个RGB摄像头高精度地执行所需的运动轨迹。

研究系统实现了对3D打印柔性系统的建模和控制,无需任何人工建模,即使其动态特性发生了显著变化,也能够取代耗时一个月的专家建模过程。3D打印为制造如此复杂结构的仿生结构发挥了重要作用,且300美元的制造成本对这项Nature的研究级别而言可谓极低。

注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。

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<think>嗯,用户现在问的是怎么一款可爱的桌面机器人。首先,我需要理解用户的需求。他们可能是一个DIY爱好者,或者对机器人制作感兴趣的新,想要自己动做一个既实用又有趣的小机器人。用户可能没有太多电子或编程经验,所以需要步骤详细但不过于复杂。 接下来,我得考虑桌面机器人的基本组成部分。通常包括硬件和软件两部分。硬件方面需要微控制器、舵机、传感器、电源、结构材料,还有装饰用的材料。软件方面需要编程控制机器人的动作和交互功能。用户提到“可爱”,所以外观设计也很重要,可能需要用3D打印或者工材料来制作萌系造型。 然后,我需要分步骤讲解。第一步,明确需求和功能。用户可能想要机器人有互动功能,比如语音回应、动作或者表情显示。需要根据用户的技术水平推荐合适的复杂度,比如初学者可以从简单的移动和灯光开始,有经验的可以加入语音识别或AI。 第二步,硬件选型。推荐Arduino或树莓派,因为资料多,社区支持好。舵机方面,SG90比较便宜适合新。传感器方面,超声波测距或触摸传感器可以增加互动性。电源可以用锂电池,结构材料建议3D打印或者用轻木、亚克力板。装饰材料如毛毡、贴纸让机器人更可爱。 第三步,结构设计。需要画草图,确定各部分尺寸和组装方式。如果是3D打印,可能需要设计模型,或者用现成的开源模型。工制作的话,可能需要切割和拼接材料,要考虑到舵机的安装位置和线路布局。 第四步,电路连接。这部分需要详细说明如何连接微控制器、舵机、传感器,避免短路。可能需要图示或分步说明,比如舵机接PWM引脚,传感器接数字或模拟输入。 第五步,编程控制。提供简单的示例代码,比如让舵机转动或传感器触发动作。如果使用Arduino,可以写基本的控制程序;树莓派可能需要Python脚本。还要考虑如何测试每个部分是否正常工作。 第六步,外观装饰。这部分用户可能比较感兴趣,如何让机器人看起来可爱。建议使用毛绒材料、大眼睛贴纸,或者设计圆润的外形。可能还需要考虑互动元素,比如加入LED灯效或小屏幕显示表情。 第七步,测试和优化。提醒用户逐步测试每个功能,解决可能出现的问题,比如舵机力度不够或传感器反应不灵敏。优化代码和结构,确保稳定运行。 最后,给出一个简单案例,比如会摇头的猫形机器人,帮助用户具体理解步骤。还要考虑用户可能的后续问题,比如哪里购买材料、如何解决编程问题,所以推荐相关资源和社区。 整个过程中需要保持语言简单,避免专业术语过多,必要时解释概念。同时要鼓励用户动尝试,即使遇到问题也是学习的一部分。确保步骤清晰,逻辑连贯,让用户有信心完成项目。</think>好的!一款可爱的桌面机器人需要结合硬件、编程和创意设计。以下是分步骤指南: --- ### **第一步:明确需求和功能** 1. **基础功能**:确定机器人要做什么(如移动、灯光互动、语音对话)。 2. **“可爱”定位**:设计萌系外观(圆润造型、大眼睛、可动耳朵/尾巴)。 3. **技术难度**:根据自身经验选择复杂度(新建议从简单动作开始)。 --- ### **第二步:硬件选型** | 组件 | 推荐型号/材料 | 用途 | |---------------|---------------------------|--------------------------| | **主控板** | Arduino Uno / 树莓派 Pico | 控制逻辑与传感器交互 | | **舵机** | SG90 微型舵机(9g) | 驱动关节(头部、臂) | | **传感器** | 超声波模块 / 触摸传感器 | 检测障碍或用户互动 | | **电源** | 3.7V锂电池 + 充电模块 | 便携供电 | | **结构材料** | 3D打印件 / 轻木 / 亚克力板 | 身体框架 | | **装饰材料** | 毛毡布 / 贴纸 / 微型LED灯 | 萌化外观 | --- ### **第三步:结构设计与组装** 1. **草图设计**:在纸上画出机器人外形(如猫、熊或抽象圆球)。 2. **3D建模(可选)**:使用免费工具如Tinkercad建模后3D打印。 - 示例:设计可旋转头部(通过舵机连接身体与头部)。 3. **工制作**:用轻木切割身体,亚克力板做底座,热熔胶固定。 --- ### **第四步:电路连接** 1. **基础电路**: - 舵机信号线 → 主控板PWM引脚(如Arduino D9)。 - 超声波传感器 → 主控板数字引脚。 2. **供电注意**:舵机需独立供电(避免主控板过载)。 - 锂电池正负极 → 主控板电源接口。 --- ### **第五步:编程控制** #### **示例代码(Arduino)** ```cpp #include <Servo.h> Servo headServo; // 控制头部转动的舵机 void setup() { headServo.attach(9); // 舵机接D9引脚 } void loop() { headServo.write(90); // 头部转向90度位置 delay(1000); headServo.write(0); // 复位 delay(1000); } ``` - **功能扩展**:加入超声波传感器检测距离,触发转头动作。 --- ### **第六步:外观装饰** 1. **萌化技巧**: - 用毛毡布包裹机身,缝制耳朵和尾巴。 - 粘贴“大眼睛”(可用树脂贴片+黑色圆点)。 2. **互动灯光**:在眼睛或胸口嵌入LED,编程实现呼吸灯效果。 --- ### **第七步:测试与优化** 1. **分模块测试**:先验证舵机转动,再测试传感器反应。 2. **问题排查**: - 舵机卡顿 → 检查供电是否充足。 - 传感器误触发 → 调整代码中的灵敏度阈值。 --- ### **案例参考:会摇头的猫形机器人** - **功能**:触摸耳朵后摇头,眼睛闪烁LED。 - **成本**:约¥100-200元(不含3D打印费用)。 - **耗时**:新约8-12小时,熟练者3-5小时。 --- ### **资源推荐** 1. **开源项目**:GitHub搜索“Desktop Pet Robot”。 2. **学习平台**:B站Arduino教程、Instructables机器人制作指南。 3. **材料购买**:淘宝/得捷电子(舵机、传感器)。 通过以上步骤,你就能创造出一款独一无二的可爱桌面机器人啦!
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