受到日本折紙藝術的啟發,麻省理工學院(MIT)的研究人員使用新的算法和電子元件製造出了一個(ge) 特殊的可3D打印機器人,這個(ge) 機器人在受熱後可自我組裝。
本周末在香港舉(ju) 行了2014年IEEE機器人與(yu) 自動化國際會(hui) 議。MIT計算機科學和人工智能實驗室(CSAIL)主任Daniela Rus教授將會(hui) 介紹這台用全新思路開發的可3D打印機器人,她將其稱為(wei) 可烘烤機器人(Bakeable robots)。
開發團隊已經製造出來這台機器人的一些組件,這些組建在加熱時,會(hui) 自動折疊成三維結構。研究人員們(men) 將會(hui) 在IEEE的會(hui) 議上說明如何使用激光切割的可自我折疊的材料和各種的電阻器、電感器和電容器的等電子元件在受熱時自我組成功能組件。
“我們(men) 有一個(ge) 關(guan) 於(yu) 硬件編譯器的大夢想,您可以在這上麵進行編程。我希望能有一個(ge) 機器人可以與(yu) 我的貓一起玩,或者一個(ge) 會(hui) 擦地板的機器人。經過類似的編程,您可以製造出一個(ge) 能自動完成特殊任務的工作設備。” Rus在一份聲明中說。
“到目前為(wei) 止,我們(men) 已經解決(jue) 了一些子係統中的問題,比如其中一個(ge) 係統,您隻需在一端輸入一張圖片,在另一端就能根據這個(ge) 圖片生成實物。”

左側(ce) 圖像顯示了可自我折疊片的平板,而右圖像顯示了自我折疊成人形的形狀。圖片:麻省理工學院
材料的自動折疊
研究團隊成員Shuhei Miyashita解釋他們(men) 如何使用新技術來精確地控製加熱板的折疊角度。據天 工社了解,他們(men) 用兩(liang) 層聚酯膜夾著中間的一塊PVC板,聚酯膜上布滿著大大小小的裂縫,在加熱時PVC收縮,同時聚酯膜上的縫隙閉合,使得PVC發生變形。研究人員就控製這種形變,使其形成特定的3D結構。原理說起來簡單,但要精確控製PVC的形變卻非常複雜,研究人員需要精確設定聚酯膜上裂縫的結構,以便其可控地形成正確的幾何結構。
電子器件的自動折疊
研究人員同時也描述了他們(men) 如何在鋁材上塗覆聚酯膜以創建可折疊的電子器件。Miyashita親(qin) 手設計了這些組件,因為(wei) 不僅(jin) 需要預先設定它們(men) 的幾何形狀,還要考慮如何在其折疊後具備所需要的功能。
Miyashita設計的傳(chuan) 感器看起來有點像一個(ge) 小手風琴。這個(ge) “手風琴”的每個(ge) 褶上包含一個(ge) 單獨的電阻器,而且當折疊部分的壓縮時,總電阻成比例變化。
致動器——這是一個(ge) 驅動機器人移動的器件——是一組可折疊的線圈,可以通過電流進行磁化來擴充。開發團隊用塗覆了聚酯層的銅線來做這種製動器。
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