연성(soft)이고 순응(compliant)하는 재료로 제작된 로봇은, 고유한 안전성으로 인해 특히 인간–로봇 협업 환경에서 전통적인 경직( rigid ) 로봇에 대한 유망한 대안을 제공한다. 공압 인공근육(Pneumatic Artificial Muscles, PAMs)은 상당한 힘을 생성할 수 있는 순응형 구동기로서 이 분야에서 핵심적인 역할을 한다. 그러나 이러한 유형의 구동기는 넓은 운동 범위에서 양방향 힘을 생성하는 데 여전히 과제를 안고 있다. 본 논문에서는 중첩(nested) 구조를 이용한 텔레스코픽(telescopic) 구조의 3차원(3-D) 프린팅 PAM을 소개한다. 구동기의 큰 체적 변형은 양의 압력과 음의 압력을 사용하여 높은 양방향 힘을 생성할 수 있게 하며, 동시에 상당한 신장 및 수축 비율을 통해 넓은 운동 범위를 제공한다. 3-D 프린팅의 사용은 설계 및 제작 과정을 단순화할 뿐만 아니라 대량 생산과 산업적 적용에서의 중대한 이점도 제공한다. 제안된 구동기는 신장 비율 447.1%에서 659 N의 신장 차단(force blocked) 힘을 생성하며, 수축 비율 76.9%까지 최대 7 kg의 하중을 포함하여 수축할 수 있다. 또한 구동기의 회전 구성도 제시되며, 차단 토크(blocked torque)는 18.5 Nm이다. 이러한 구동기들은 이후 로봇 매니퓰레이터를 위한 그리퍼 및 신장 가능 링크에 구현되었다.

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