自折叠功能使 2D 材料创造 3D 形状
为了演示一种制造兼容、可控机器人结构体的全新方法，研究人员构建了一个能够自主折叠的兔子、金枪鱼和海星的 3D 模型。这些构造物浸泡在热水之后，会从平面形式上折叠起来。
Cynthia Sung 之前曾是麻省理工学院 Daniela Rus 团队的一员，如今已经成为了宾夕法尼亚大学的一名教授。本周二，在机器人与自动化大会（ICRA）上，他展示了一个制造兼容且可控机器人结构体的全新方法，并称之为附加自折叠技术。受到折纸手工的启发，该技术可以利用具备自折叠功能的 2D 材料创造 3D 形状，而你所需要做的，就是把它们放进热水里即可。
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你需要先设计好一个对象的 3D 模型，然后使用软件把对象转化成为很多不同的层，而且每一层都需要和对应的上一层及下一层联系在一起，但是却要有一点折叠皮瓣。一旦你已经准备好了所有的设计，你就可以使用一个乙烯切割机在一个聚脂薄膜和聚氯乙烯的“三明治”上打印出来。
在折叠之前，你首先得到的可能会是一个你期待所创建的 3D 对象连接横截面的、又长又瘦的条带，但是一旦你把它放进到一个接近沸腾的热水里，聚氯乙烯（PVC）就会受热，然后每一个部位都会被收缩，然后只需短短几秒钟，就能变成预先设定好的形状。
不仅如此，该软件还有另一个功能，可以在设计对象内加入一种所谓”对抗性“（使用的是和钓鱼线一样的原材料），这样的效果就是，当一侧被压扁，另一侧就会被弹起，从而形成一个受控曲线。
这些研究人员使用了能够自我附加折叠功能的解决方案，制造了一个完整的海星模型（下图a），这个模型拥有靠伺服电机控制的腱体，允许其执行不同的云端（下图 b-g）。
机器人海星在它的五条腿（或是五个首笔）中，每一个都使用了四个螺丝来驱动两个维度云端。制作每一个海星的腿大约只需要 50 分钟，你真的不需要考虑太多它的运动范围。通过将肌腱组合在一起，所有的腿就能依靠六个舵机控制，朝着顺时针或是逆时针方向弯曲，同时也能将组合中的两条或三条腿向上或向下弯曲。如果把这个解决方案应用到一个五指操控器上，而不是设计一个海星，相比会发挥更大的用途。
利用这个解决方案，制造相对复杂的机器人，特别是当你需要制造一些对重量和体积有要求限制的机器人情况下（比如制造一些在太空旅行获行星探测条件下使用的机器人），整个制造速度会变得更快，而且也会更加简单。你所要做的，只需携带一些材料和切割器，然后把你所需要的机器人设计好，甚至可以把他们“压扁”然后要用的时候一打印，即可使用。
研究人员正在探索在制造过程中嵌入肌腱的相关解决方案，虽然这种方法可能会让整个流程变得有一点复杂，但是却能让整体制造速度获得显著提升。
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来源：雷锋网
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