La stampa tridimensionale offre vantaggi unici, ma deve ancora affrontare molte sfide, per la fabbricazione di piccoli, robot flessibili in grado di navigare attraverso il corpo umano e altri spazi ristretti, secondo una recensione sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati .
I ricercatori della Jeju National University della Corea del Sud hanno esaminato le ultime ricerche e sviluppi nella fabbricazione di robot morbidi utilizzando tecnologie di stampa 3D. Il loro studio conclude che la stampa 3D è adatta per costruire robot con forme esterne complesse insieme a una struttura interna porosa. Comunque, il campo è ancora nuovo e devono essere colmate grandi lacune per stampare robot con più materiali che aderiscono facilmente l'uno all'altro.
I robot morbidi sono realizzati con materiali altamente cedevoli come fluidi, gel e polimeri in modo che possano imitare le funzioni presenti negli organismi viventi. Negli ultimi anni, c'è stata una tendenza significativa verso l'utilizzo della stampa 3D per la loro produzione invece degli approcci convenzionali di stampaggio e fusione.
Sono disponibili molte tecnologie di stampa 3D. Tutti convertono i dati digitali in oggetti tridimensionali aggiungendo strati successivi di un materiale fino a quando l'oggetto non viene fabbricato. Le tecnologie di stampa utilizzano diversi tipi di materiali e approcci per la loro stratificazione. Per esempio, i ricercatori hanno utilizzato la "sinterizzazione laser selettiva" di metalli in polvere per sviluppare una mano robotica morbida a più dita in grado di sollevare, presa, ruotare e posizionare con precisione gli oggetti.
Altri materiali utilizzati per la stampa 3D di robot morbidi includono elastomeri dielettrici:polimeri che cambiano dimensione e forma quando stimolati da un campo elettrico; polimeri a memoria di forma, che cambiano forma in risposta al calore; e idrogel che sono influenzati da una varietà di stimoli tra cui calore, elettricità, acidità, magnetismo e luce.
I robot morbidi vengono testati per una varietà di scopi all'interno e all'esterno del corpo umano. Per esempio, una pompa in silicone morbido stampata in 3D potrebbe essere utilizzata come cuore artificiale. "micro-biobot" morbidi stampati in 3D, che può viaggiare attraverso i vasi sanguigni o l'intestino, sono oggetto di ricerca per il monitoraggio delle malattie. Fuori dal corpo, si stanno sviluppando robot morbidi per protesi, per il monitoraggio dei parametri vitali, e per dispositivi organ-on-a-chip che possono sostituire gli animali nei test antidroga.
Ma rimangono molte sfide per migliorare queste tecnologie per l'uso clinico. I materiali a volte si restringono durante il processo di solidificazione, Per esempio. Anche, La stampa 3D è ancora troppo lenta per la produzione di massa.
Il successo commerciale di queste tecnologie, i ricercatori concludono, dipenderà dallo sviluppo di prototipi rapidi che possono portare alla produzione di massa. I robot devono anche essere economici e soddisfare le esigenze del mercato.
