将来的某一天，我们是否可以观看到机器人篮球比赛？当3D打印的篮球运动员可以在空中跳跃42英尺高，还有哪个球队需要勒布朗·詹姆斯（Lebron James）呢？OK，也许我们还无法做到这一点，但加州大学圣迭戈分校（University of California, San Diego）和哈佛大学（Harvard University）研究人员已经利用3D打印制造出了可跳跃自身身高6倍高度的机器人，更加令人印象深刻的是，它可以一遍遍的重复跳跃而不出现故障。

研究团队成员包括Nicholas W. Bartlett、Michael T. Tolley、Johannes T. B. Overvelde、James C. Weaver、BobakMosadegh、Katia Bertoldi、George M. Whitesides和Robert J. Wood，相关结果以“燃烧驱动的3D打印、功能梯度软机器人”（ “A 3D-printed, functionally graded soft robot powered by combustion“）为题，发表于《科学》（Science）期刊上。该机器人由多种不同性能的材料（从非常坚硬到非常柔软）3D打印而成。通过氧气和丁烷驱动，能够不受限制的完成超过30次跳跃。

我们大多数人想象的机器人都是有金属制造的，笨重且坚硬。观看一台这样的机器从地上跳上跳下的想法一点都不现实。然而，参与该项目的研究人员整合刚性和柔性材料来利用每种材料自身的潜能。

“我们相信，将硬质材料和软质材料结合在一起，有助于制造出快速敏捷的新一代机器人，使其具有比之前的机器人更高的适应性，甚至能够安全的与人类一起工作。”加州大学圣迭戈分校机械工程助理教授Michael Tolley说，“将软、硬材料整合进机器人体内的想法来自于大自然。自然界中复杂结构的成本很低。使用3D打印等新的制造技术，我们尝试将这种思想移植到机器人身上。”

 

目前，随着3D打印的普及，生产一件一次性产品的成本仅为十年前的零头。现在，3D打印机已经可以打印一系列不同材料、颜色及成分的产品了。在一次打印中整合软、硬材料为将来的机器人产业提供了很多潜力。

通常来说，软质机器人的速度都是很缓慢的。但是在设计中整合更多的硬质组件，就可以集合软质机器人（如吸收冲击、更自由的移动、地上跳跃）和硬质组件的优点。最终研究人员制造出的机器人因硬质组件的缘故可以实现快速移动，同时也可以吸收冲击，为在其身边工作的人类提供了一个更安全的工作环境。

“跨越三个量级的刚性梯度使得刚性驱动组件（控制器、电池等）与主要软体之间的接口更加可靠，性能也得到提高。”研究人员这样解释，“通过丁烷和氧气驱动，该机器人能够完成不受限制的跳跃。”

将刚性层打印进机器人内部，对其电子、计算机系统以及内部的电源起到一个更好的保护。而软质层提供更多的浮力、保护和减震。研究人员对该实验机器人进行了反复测试，虽然顶部是由单一的3D打印完成的，但其具有9层不同刚性和硬度的材料组成。而外部是非常柔软的，“类似于橡胶”。

对于组成机器人顶部的9层不同材料，研究人员可以获取不同刚度级别的全面数据来或多或少的系统的组合每一层的最佳性能。

机器人的底部是一个特别灵活的、丁烷和氧气可以注入的腔室。点燃这两种气体使机器人从地面上跳起，类似于弹跳球，其气动腿变大。这些特殊的腿可以控制跳跃方向。一旦气体燃烧殆尽，机器人底部恢复原状，机器人毫发无损的着陆，包括微型空气压缩机、丁烷燃料电池、电池、高压电源、电路板以及其他更多的组件都毫发无损。

迄今为止，试验已经表明了改机器人能够跳跃2.5英尺高、0.5英尺远。它能够完成这样的跳跃超过100次，同时可以无重大损伤的从4英尺高的地方跌落35次。

你认为该突破性技术如何？在不久的将来我们也许可以看到整合软质和硬质机器人，最终使得计算机的性能更强？参与3D打印跳跃机器人的讨论课登陆3DPB.com。以下是该机器人的一些相关视频。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮