一种全新的软体机械夹钳不仅可以通过一次打印而成，而且不需要任何电子元件即可运作。这个装备了内置重力和触控传感器的装置是由加利福尼亚大学圣地亚哥分校的机器人学家团队与BASF公司的研究人员在Science Robotics杂志中详细介绍的结果。

研究人员希望设计一个软体夹钳，让它在从3D打印机上一出来就可以立即使用，能够捕捉、抓持和释放物体。在此之前，没有这样的夹钳存在。

“我们设计了一系列阀门功能，使该夹钳在接触时能够抓持物体，并在合适的时机释放，”篇中论文的主要作者、加州大学圣地亚哥分校仿生机器人与设计实验室的博士后研究员翟一晨表示，“这是第一次有这样一个夹钳既能抓持又能释放。你只需要将夹钳水平翻转，这将引起阀门中气流的变化，从而使夹钳的两个指状物释放。”

这种流体逻辑使得机器人能够记得自己是否抓住了一个物体。当它在旋转至水平位置时，如果它检测到物体的重量向一侧施加压力，它将释放物体。

软体机器人有望使机器人能够安全地与人类和脆弱物体进行交互。这种夹钳可以安装在机器人臂上进行工业制造应用、食品生产和水果蔬菜处理。它也可以安装在研究和探索任务的机器人上。此外，它可以脱离束缚，只需一瓶高压气体作为唯一的动力来源。

大多数经过3D打印的软体机器人在打印完成后往往有一定程度的硬度，并且会在打印出来后存在大量泄漏，并需要进行一些加工和组装才能使用。

该团队通过开发一种新的3D打印方法克服了这些障碍，该方法涉及打印喷嘴在每层打印时连续追踪整个图案。

“这就像是在纸上画画而从未将铅笔离开纸面，”该论文的资深作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院副教授迈克尔·T·托利说。

这种方法降低了使用软材料打印时泄漏和瑕疵的可能性，而这在打印时非常常见。

新方法还允许打印薄壁，壁厚可达0.5毫米。更薄的壁和复杂、弯曲的形状使得变形范围更大，结果就是结构更柔软。研究人员基于欧拉路径为方法进行改进，欧拉路径在图论中是指在一幅图中沿着每条边恰好经过一次的轨迹。

“当我们遵循这些规则时，我们能够一致地打印出带有嵌入式控制电路的功能性气动软体机器人，”托利说道。