DARPA地下挑戰(zhàn)賽是一場(chǎng)讓機(jī)器人在完全陌生的地下環(huán)境中完成快速偵查、穿越、搜索等任務(wù)的比賽，為實(shí)現(xiàn)“開(kāi)發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，擴(kuò)大地下作業(yè)”的目標(biāo)角逐新方法，簡(jiǎn)單說(shuō)，DARPA的目標(biāo)是要尋找能在極端環(huán)境下，仍然能夠通行的機(jī)器人。

CoSTAR團(tuán)隊(duì)是由美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院、KAIST和LTR合作組建而成。而且，CoSTAR還是一支由來(lái)自世界各地的60名工程師組成的團(tuán)隊(duì)，是DARPA地下挑戰(zhàn)賽的十支參賽隊(duì)之一。挑戰(zhàn)賽包括三條賽道:隧道賽道、城市賽道和洞穴賽道。如果成功，該團(tuán)隊(duì)將獲得200萬(wàn)美元，用于資助未來(lái)的研究項(xiàng)目。

每條賽道的地形都大不相同。路線都是在一些崎嶇的地形上，甚至是低光場(chǎng)景，并且，機(jī)器人還必須能夠在惡劣的條件下自主完成導(dǎo)航，這往往會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人摔倒導(dǎo)致關(guān)鍵部件損壞。CoSTAR團(tuán)隊(duì)不僅需要提前準(zhǔn)備好抗沖擊的輕型自主系統(tǒng)，還需要對(duì)損壞的部件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速維護(hù)，并在運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)快速迭代設(shè)計(jì)，以保持在比賽中的領(lǐng)先地位。如果某個(gè)部件在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障，這還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人無(wú)法正常行走，因此他們急需必要的工具來(lái)快速解決這個(gè)問(wèn)題。

該團(tuán)隊(duì)與波士頓動(dòng)力公司合作，為比賽租借了幾個(gè)臨時(shí)機(jī)器人。CoSTAR的工程師和設(shè)計(jì)師必須快速設(shè)計(jì)和制作額外的組件，如支架和外殼，以確保機(jī)器人在出現(xiàn)故障后還能繼續(xù)工作。以前，他們使用木材，利用機(jī)械加工或激光切割機(jī)來(lái)制作零件，如果想要保持領(lǐng)先于其他團(tuán)隊(duì)，他們需另辟蹊徑，3D打印是快速迭代和在需要時(shí)修復(fù)零件的完美解決方案。

為滿足這一需求，該團(tuán)隊(duì)購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)PLA 3D打印機(jī)。然而，它只能打印出對(duì)原型制作有用的部件，而不能打印出對(duì)最終生產(chǎn)有用的部件，并且，打印后的這些部件還不堅(jiān)固，如果使用的話，會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵部件損壞。比如，機(jī)器人頂部昂貴的激光雷達(dá)傳感器，這個(gè)傳感器必須不惜一切代價(jià)保護(hù)它，并且，保護(hù)它的材料還必須具有很大的剛度和阻尼振動(dòng)特性，以便對(duì)傳感器的信號(hào)提供有效、可用的輸出。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，他們的PLA 3D打印機(jī)生產(chǎn)的零件不準(zhǔn)確、表面光潔度差，在打印完成后還需花時(shí)間打磨零件。所以，他們需要一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)，能夠帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速原型設(shè)計(jì)，并在測(cè)試完成后打印零件，無(wú)需后處理。

幸運(yùn)的是，CoSTAR團(tuán)隊(duì)有機(jī)會(huì)接觸到Markforged 3D打印機(jī)。通過(guò)Markforged 3D打印機(jī)以及強(qiáng)大的云連接Eiger軟件，可以讓CoSTAR團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)重量輕、強(qiáng)度大、功能強(qiáng)的零件，而且打印的零件不會(huì)受任何幾何形狀的限制。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，使用Markforged打印機(jī)打印的支架和底座比鋁制的更好、也更輕。最重要的是，使用Markforged 3D打印機(jī)和連續(xù)碳纖維增強(qiáng)材料，為該團(tuán)隊(duì)價(jià)值7000美元的激光雷達(dá)傳感器制作了一個(gè)3D打印籠。這樣在受到撞擊之后，激光雷達(dá)傳感器不會(huì)受到任何損壞。

比賽期間，在Markforged合作伙伴GovSmart的幫助下，該團(tuán)隊(duì)將Markforged打印機(jī)的數(shù)量從1臺(tái)增加到3臺(tái)。隨后Markforged也贊助了該團(tuán)隊(duì)，并提供了第四臺(tái)打印機(jī)。CoSTAR還將打印機(jī)放在比賽地的酒店房間里，連夜生產(chǎn)零件，供第二天現(xiàn)場(chǎng)使用。最終，CoSTAR團(tuán)隊(duì)在隧道賽道上獲得了第二名，在城市賽道上獲得了第一名。

Markforged打印機(jī)的穩(wěn)定性、生產(chǎn)零件的可靠性和可重復(fù)性以及Digital Forge平臺(tái)，使CoSTAR團(tuán)隊(duì)可以制造出無(wú)需任何后處理的功能性零件，讓Markforged 3D打印機(jī)成為理想的增材制造技術(shù)。

DARPA地下挑戰(zhàn)賽對(duì)一些人來(lái)說(shuō)可能只是一場(chǎng)比賽，但對(duì)CoSTAR來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)不止如此。對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這個(gè)挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)對(duì)月球、火星、甚至土星和木星等一些衛(wèi)星地下探索的起點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)希望未來(lái)美國(guó)宇航局可以通過(guò)機(jī)器人來(lái)探索地下未知環(huán)境，比如，了解生命的發(fā)展、其它星球上是否有生命以及未來(lái)人類是否可以居住等。增材制造技術(shù)正在幫助他們證明新技術(shù)是可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。Markforged也很榮幸成為CoSTAR團(tuán)隊(duì)的供應(yīng)商和贊助商。