可编程、可变形！揭秘麻省理工大学Exoskin材料！

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Basheer Tome是麻省理工大学（MIT）Tangible Media科研团队的一名硕士研究生，他的主要研究工作正是可编程材料：他开发的Exoskin材料是一种以膜为基础的刚性材料。Exoskin由一些安装在柔软的硅树脂气囊表面的棋盘状三角形组成，这些三角形是由硅树脂制成的。通过选择性地给底层的硅树脂气囊充气，Exoskin可以根据人们的触碰不断地改变它的形状，从而实现信息传递及相应功能的改变。

Tome所开发的Exoskin有望被填充到方向盘里，从而实现多种功能。这种方向盘可以通过一些微妙的触觉反馈引导你的直觉，从而自然而然地将GPS导航指示以及其他相关信息与你原来的驾驶经验结合在一起。研究人员试图通过这种方法增强驾驶员的空间记忆，减少驾驶员注意力分散的情况，并以此简化原来那些复杂的多任务处理系统。
触觉理论并未发展成熟，要使其能够在汽车零配件的研究和生产中真正应用起来，还有许多问题需要解决。我们可以通过不断其改变形状及质地来尝试解决这些问题。触觉理论具有很多的优点，这些优点的存在使得我们可以尝试利用触觉理论来传递信息，而在这众多优点当中，最为突出的则是：通过触觉可以缩短我们对刺激作出反应的时间。与视觉显示、触觉体验相比较，Exoskin兼具触觉体验的可感知性以及视觉显示的可判断性。
我们发现，最终的商业化产品与模型（或产品模型与设计概念）之间最大的差别在于使用者对Exoskin数组颗粒直径的控制水平，而这取决于使用者所拥有的可独立控制的硅树脂气囊的数目。前面的视频中展示的大多数概念表明，每一个刚性单元都可以被单独驱动，这就意味着每一个刚性单元都有属于它自己的硅树脂气囊及气压传动装置。但我们都明白，这对于现在的制造技术而言，显然是不现实的，这也正是我们现在看到的物理模型大都采用一个大的硅树脂气囊同时驱动多个刚性单元的原因。这一点极大地限制了Exoskin的发展。
值得高兴的是，这种限制将不会持续太长时间。为了打破这个限制，为了不再依赖用于给气囊充气的外部气泵以及气压传动装置所需要的复杂连接管路，我们必须制造出完全独立的气体传动装置并把它们嵌入到每一个Exoskin独立单元底下，从而实现对每一个Exoskin单元的分别驱动，我们可以考虑使用可逆电解法：用电将水转化成氢气和氧气，然后进行它的逆过程。在建模阶段，目前这样的制动器已经取得了一定的进展。除此之外，采用热敏性的形状记忆弹性体或电活性高分子也会是很好的选择。
Tome希望这样的研究可以打破刚性与柔性、有生命活性与无生命活性之间的界限，并为人机交换研究人员利用身边的材料设计接口提供灵感，使得人机交换接口不再受限于那些看不见的像素点。这或许有些夸张，但尽管如此，能够发现一种全新的、可改变自身以适应人类需求的材料，这本身就是一件十分让人激动的事。

节选自《材料牛》

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