工业自动化标志着生产制造领域的重大变革，其特点是集合先进精密的机械和软件系统于一体。随着全球工业自动化水平显著提升，工业机器人的应用也越发广泛，在未来智能制造和智能工厂中扮演重要角色，因其具备自动控制、可重复编程、柔性灵活的特点，适用于航空航天、汽车制造、电子产品组装、医疗、食品等复杂生产作业行业。

实现工业机器人这类高度自动、智能化系统的关键，在于其多尺度、柔性化、复杂结构的精准制造能力。传统制造方法在这些维度上面临着结构复杂性难以突破、材料异构难以集成、设计变更周期长等系统性瓶颈。微纳3D打印技术，则赋予工业机器人设计自由度、制造精度与多材料协同构建的独特能力。

Science Robotics封面：东京大学造出全球最大的人类肌肉驱动机械臂

来自东京大学研究团队提出了一种基于多肌肉组织驱动器（MuMuTA）的生物混合机械手，实现了大规模、多自由度的仿生运动。通过优化肌肉组织排列和电刺激参数，该系统在收缩力、运动控制精度和耐久性方面均优于现有方法。实验结果表明，该仿生手能够执行复杂手势和物体操作，为未来生物混合机器人的发展奠定了基础。

研究团队受"寿司卷"结构启发，成功开发出18 cm长的生物混合机械手装置。该装置采用创新性仿生设计：首先将8条直径为50 μm、长度为10 cm的薄层肌肉组织平行排列，通过卷曲工艺形成圆柱形基体结构；在此基础结构上整合五根具备多关节活动能力的仿生手指，每根手指均配置一个独立控制的MuMuTA，实现精准的抓取动作。这种设计既保障了每根肌肉的氧气与营养供给，又通过高取向性肌纤维（排列精度超95%）将单个驱动器收缩力提升至8 mN，收缩位移达4 mm，较传统方案提升400%。

MuMuTAs驱动的生物混合机械手性能评价

其中，团队利用摩方精密高精度微纳3D打印系统：nanoArch S140（精度：10 μm）制备了多关节中空手指骨架和细胞培养锚定结构。骨架内壁的类肌腱导轨设计精度达10 μm，为细胞生长提供了精准的物理引导路径。

论文链接：https://doi.org/10.1126/scirobotics.adr5512

Device：基于对数螺旋线结构的新型螺旋软体机器

中国科学技术大学团队基于对自然界中多种生物柔性肢体（如象鼻、章鱼触手、海马和变色龙尾巴）形态和运动的系统观察和数学模型抽象，提出了一种基于对数螺旋线结构的新型螺旋软体机器人，设计制备了一系列不同尺度（长度从cm到m）和材质的原型机器人。结合仿生操作策略，通过简单的绳索驱动复现了其可比拟生物肢体的运动特征，通过变化构型及阵列协作，展示了其在多维度和多场景中执行复杂抓取和操作任务的优越性能。

摩方精密制备微型螺旋机器人结构

在研究过程中，该团队拓展了螺旋线机器人的设计，并在多个应用场景中进一步验证和探索其性能表现。作者首次展示了一种微型螺旋机器人，其总长度只有1 cm，最小节边长0.14 mm。该机器人采用摩方精密超高精度微纳3D打印系统：nanoArch S130 （精度：2 μm）和韧性光敏树脂（ST1400）制备成型。该机器人通过两根直径20 μm的驱动细丝实现精准控制，可对蚂蚁等活体微小生物进行无损抓取。

该研究提出了一类具有高动作灵巧度、精细度及速度等优越性能的螺旋机器人。其设计原理源于对自然界生物肢体形态的对数螺旋线数学抽象，显著减少了软体机器人开发中的反复试错和仿真验证，具有普适性和可扩展性。值得一提的是，研究中所需精密跨尺度结构可通过3D打印等快速成型方法，并结合多种材质(聚氨酯、树脂和纸等)完成机器人低成本制备。结合绳驱和仿生操作策略，该类机器人可在保持高性能水平的基准下，有望进一步推进软体机器人的发展和成熟，为复杂抓取任务、人机交互、低空经济产业等应用场景提供强大的技术支持和创新解决方案。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.device.2024.100646

Advanced Intelligent System：东京大学仿生人类手指机器人

来自东京大学的研究团队提出一种双层可渗透皮下支撑系统，该系统由多孔骨骼层和聚乙烯醇（PVA）制成的海绵状可渗透水凝胶层构成。通过3D打印技术制造的骨骼层设计有密集穿孔，在保障关节运动所需结构强度的同时允许液体流动。海绵状PVA水凝胶层支撑营养物质渗透，并在真皮层下方发挥机械缓冲作用。实验结果表明，该海绵状PVA水凝胶能有效保持水分并允许营养分子扩散，成功防止培养皮肤组织脱水。该方案为提升覆皮型机器人的运行耐久性提供了有效解决方案，展现了其在动态现实场景中的应用潜力。

穿孔骨骼层及注射器驱动关节运动的设计与制造

实验中所有骨骼组件均通过摩方精密高精度微纳3D打印系统：nanoArch S140（精度：10μm）制备而成。材料采用了摩方HTL光固化树脂，其拉伸强度为71.5MPa，这种更高的拉伸强度弥补了密集穿孔导致的结构完整性损失，确保了线驱关节运动的有效性且无结构损伤。

论文链接：https://doi.org/10.1002/aisy.202400871

在新兴产业和技术的推动下，微纳3D打印正逐步走出科研范畴，嵌入机器人制造、医疗器械、微型传感器等多个战略产业链条。以摩方精密为代表的国产高新技术企业，正在通过设备、材料、工艺与服务一体化布局，加速从制造工具向制造基础设施升级。

未来，随着精密制造与工业自动化的深度融合，微纳3D打印有望在更广泛的制造场景中释放潜能：，它不仅是制造方式的革新，更是高端装备系统智能化、微型化、人性化的关键推动力。