2022年上半年先进制造领域世界科技发展趋势

发达国家推动3D打印技术取得新进展，应用领域不断扩大。美国加州大学伯克利分校开发出一种3D打印玻璃微结构的新方法，该方法制造速度更快，且可以生产出具有更高光学质量、更具设计灵活性和更高强度的纯玻璃物体。加拿大康考迪亚大学使用复合材料4D打印技术制造可变弯度的自适应机翼结构，以替换常用的铰接式襟翼，可使无人机机翼制造成本更低、飞行效率更高。以色列再生医学公司Matricelf采用3D打印技术开发出一种神经植入物，可用于治疗脊髓损伤的瘫痪病人。目前，3D打印技术的瓶颈主要有两方面：一方面是相较于传统材料，3D打印材料种类有限且强度不足；另一方面是3D打印技术生产效率受限且成本相对较高，影响其商用前景。

机器人技术不断取得突破，人机交互、多机协同能力不断增强。美国微软混合现实与人工智能实验室和苏黎世联邦理工学院的研究人员开发出一个新框架，将混合现实和机器人技术相结合，增强人机交互，允许用户在查看周围环境的同时远程控制机器人；麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室开发出使用电磁体重新配置的机器人立方体ElectroVoxels，其不需要电机或推进剂来驱动，并可在微重力下运行。日本北海道大学理学院开发出世界上首个利用集群策略工作的微型机器人，首次证明分子机器人能够采用集群策略完成货物递送。俄罗斯联邦航天局发布首个新一代人形机器人Teledroid的预生产原型，该机器人可以在恶劣的太空环境中作为遥操作器（复制操作者的动作）使用，也可在自动模式下进行常规操作的实验测试。中国哈尔滨工业大学的研究人员用氧化石墨烯3D打印出一个软体机器人，当暴露在潮湿环境中时，该机器人能够自主前后移动。

可穿戴设备功能不断拓展，人工触觉/视觉设备受到关注。美国佛罗里达大西洋大学开发出一种可穿戴的多通道触觉反馈软机械臂带，通过向使用者传达人工触觉信号，使其能灵巧地使用假手准确抓握并移动物体；斯坦福大学开发出一种柔软且可伸缩的新型显示器，可用于制作可穿戴追踪器、可变形的交互式屏幕等电子产品；佐治亚州立大学设计了一种新型的人工视觉设备，该设备采用了一种新颖的垂直堆叠架构，并允许在微观层面上实现更大的颜色识别深度和可扩展性，未来有望为视障人士带来色彩缤纷的物品感知能力。德国制造商Ottobock推出全新改进的Ottobock Shoulder上肢辅助外骨骼，可采集佩戴者上肢的势能，并将其储存在弹簧和电缆系统中，在佩戴者抬起上肢时释放储存的能量，以节省佩戴者的体力。瑞士初创公司Biped设计制造了一款可穿戴设备Biped，该设备利用自动驾驶技术通过跟踪物体及用户的运动轨迹，判定是否会发生碰撞，并通过耳机发送定向音频信号警告来引导盲人在城市街道上行走。目前，可穿戴设备的主要技术瓶颈集中在设备与人体的适配性、设备功耗高、续航时间短、传感器测量精度不高、传感器采集数据种类单一等方面。