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如步態(tài)異常和肌肉疾病等諸多醫(yī)學問題的治療，均需要對作用壓力有精確的感知。因此，簡單、輕便、低成本的柔性壓力傳感器引起了相當多的關(guān)注。這些傳感器是通過“增材制造”或常稱為“3D打印”來設(shè)計和制造的，主要使用導電聚合物復合材料作為其構(gòu)建材料。

來自韓國的一支研究團隊利用3D打印技術(shù)開發(fā)了一種新型多方向的壓力傳感器，并與溫度傳感器相結(jié)合;3D打印技術(shù)成本低，同時還可擴展到智能機器人系統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)。

然而，迄今為止開發(fā)的所有3D打印壓力傳感器均僅限于感知單一方向的作用力。但這對于現(xiàn)實應(yīng)用來說是不夠的，因為現(xiàn)實世界中的力可能從各種角度和方向施加。此外，大多數(shù)導電聚合物的電阻會隨溫度變化而改變，必須通過補償來實現(xiàn)精確的壓力傳感。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，在Composites Part B: Engineering期刊上發(fā)表的一項研究中，來自韓國大邱慶北科學技術(shù)院(DGIST)的Hoe Joon Kim教授領(lǐng)導的研究團隊解決了上述問題，采用了新設(shè)計的多軸壓力傳感器與測溫元件相結(jié)合，從而克服了傳統(tǒng)傳感器的局限性。論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109079。

“我們的多軸壓力傳感器即使在傾斜力作用下，也能成功捕獲讀數(shù)。此外，該測溫元件可以校準隨溫度變化的電阻標定。同時，可擴展性和低成本制造工藝與商用3D打印機完全兼容?！盞im教授解釋道。

該項研究中，研究人員首先利用多壁碳納米管(MWCNT)和聚乳酸(PLA)制備了可打印的導電聚合物。然后，利用商用彈性體與MWCNT/PLA復合絲制成的傳感材料3D打印制造了傳感器原型。該傳感器基于底部有空心槽的bumper結(jié)構(gòu)(緩沖墊結(jié)構(gòu))，采用了三顆用于多軸壓力檢測的壓力傳感元件和一顆用于電阻校準的溫度傳感元件。該傳感器通過評估每顆壓力傳感元件的響應(yīng)，可以成功地校準作用力的大小和方向。將這種bumper結(jié)構(gòu)安裝在3D打印的觸發(fā)器和握力器時，可以清晰地區(qū)分不同的人體動作和抓取動作。

研究人員對3D打印傳感器的未來前景非?？春谩！?D打印技術(shù)將在能源、生物醫(yī)學和制造等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過在機器人抓手和觸覺傳感器中引入該傳感元件，可以實現(xiàn)多方向作用力隨溫度變化的檢測，這預(yù)示著機器人技術(shù)新時代的到來?！盞im教授興奮地評論說。