幾個(gè)月前，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造了一系列自折疊3D物體。2018年8月24日，南極熊從國(guó)外媒體獲悉，該技術(shù)的研究人員已經(jīng)推出了一種由導(dǎo)電3D打印材料和紙制成的紙質(zhì)機(jī)器人。當(dāng)給機(jī)器人通電時(shí)，紙可以折疊和展開(kāi)。
如果用一個(gè)時(shí)髦的詞來(lái)形容，那就是4D印刷。
“我們正在重新發(fā)明這種非常古老的材料，把紙變成另一種媒介，一種兼具藝術(shù)和實(shí)用功能的媒介。”人機(jī)交互研究所(HCII)助理教授、可變形材料實(shí)驗(yàn)室主任姚立寧說(shuō)。
訣竅是3D打印材料聚乳酸，一種具有形狀記憶行為的熱塑性塑料。將其與導(dǎo)電石墨烯結(jié)合，制成3D打印的“墨水”。
為了制造紙質(zhì)機(jī)器人，研究人員使用了FDM 3D打印機(jī)，在普通紙張上3D打印出厚度為0.5毫米的導(dǎo)電墨水層。然后他們?cè)?60華氏度的烤箱中加熱。一旦從烤箱中取出，紙被彎曲或折疊成所需的形狀，并允許冷卻，這將是紙的默認(rèn)形狀。然后，將電線(xiàn)連接到致動(dòng)器，用電流加熱致動(dòng)器以膨脹熱塑性塑料，從而拉直紙張。當(dāng)電流切斷時(shí)，紙張會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到默認(rèn)形狀。
“大多數(shù)機(jī)器人——即使是紙做的機(jī)器人——都需要外部馬達(dá)，”研究員關(guān)允·王說(shuō)。“我們不僅在機(jī)器人領(lǐng)域，還在互動(dòng)藝術(shù)、娛樂(lè)和家庭應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了新的機(jī)遇。”
△卡耐基梅隆大學(xué)是用普通紙做的人造含羞草，葉子對(duì)人的觸摸有反應(yīng)。畫(huà)
為了展示藝術(shù)潛力，6月，在中國(guó)。杭州浙江在一次大學(xué)研討會(huì)上，50多名學(xué)生使用紙張驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)作了精美的彈出式書(shū)籍，其中包括對(duì)梵高的《星夜》等著名藝術(shù)作品的解讀。向日葵。
姚說(shuō)，研究人員正在改進(jìn)這種方法，通過(guò)改變打印速度或熱塑性塑料線(xiàn)條的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的折疊或彎曲效果。據(jù)悉，他們還開(kāi)發(fā)了可以控制紙張致動(dòng)器的打印觸摸傳感器、手指滑動(dòng)傳感器和彎曲角度檢測(cè)器的方法。
姚和她的團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)使用更多的導(dǎo)熱紙和開(kāi)發(fā)定制的打印細(xì)絲來(lái)加快驅(qū)動(dòng)器的速度。用于紙張的相同驅(qū)動(dòng)也可以用于塑料和織物。