Designing Fluid-Exuding Cartilage for Biomimetic Robots Mimicking Human Joint Lubrication Function

人类关节是由骨骼、软骨、韧带、滑液和关节囊组成的开放式关节，具有灵活性和抗冲击性的优势。然而，在机器人中复制这种结构会引入摩擦挑战，因为缺少轴承。为了解决这个问题，我们的研究集中于模仿人类软骨的排液功能。我们采用一种基于橡胶的3D打印技术，结合吸水材料，创建了一个多功能且易于设计的软骨片，用于生物仿生机器人。我们评估了制造的平坦软骨片的排液功能和摩擦系数。此外，我们实际上创建了一块弯曲的软骨和一个开放式生物仿生球关节，结合骨骼、韧带、滑液和关节囊，以展示所提出的软骨片在构建这种关节中的实用性。

论文试图通过仿生学的方式解决机器人关节摩擦问题，探讨在机器人中使用类似人类软骨的材料的可行性。

通过橡胶基3D打印技术和吸收材料制作软骨片，以模拟人类软骨的流体渗出功能，从而减少机器人关节的摩擦。

论文通过实验验证了所制作软骨片的流体渗出功能和摩擦系数，并成功制作了曲面软骨和开放式仿生球关节。该研究为机器人关节的设计提供了新思路和材料选择。

在类似的研究中，也有学者尝试使用仿生学的思路解决机器人关节摩擦问题，例如使用液压缓冲器、气体弹簧等材料。