【工业之美】这项致动器技术能让纸自己动起来 未来或出现纸机器人

时间:2018-10-14 10:26:54 来源:

图片来源:卡内基梅隆大学网站

纸已经陪伴人类走过了2000多年的时光,静静记录着岁月变迁、沧海桑田。 现在,研究人员要赋予它新的生命力。

近日,美国卡内基梅隆大学的研究员们设计出了一款致动器,让纸也可以自己变成球形或圆柱体。

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参与该项目的研究人员Guanyun Wang介绍称,这是一项低成本且可逆的致动器技术。只需通过3D打印机或者手工的方式,将一种0.5毫米厚的导电热塑性塑料,涂在普通的纸张上,就可以让纸自己动起来。目前,研究人员使用的热塑性材料是一种石墨烯复合物。

让纸动起来之前,需要设定形状。设定过程中,需用烤箱或加热枪对涂有热塑性材料的纸张进行加热,将纸张弯曲或折叠成预设的形状后,再对其进行冷却。然后,就可通过电流驱动纸张了。

当施加电流时,热塑性材料加热并膨胀,导致纸张弯曲或折叠; 当电流移除时,纸张返回到预定的形状。

研究人员还在尝试3D打印触摸传感器,用触摸代替电流来触发致动器。此外,他们也试图将这些装置用在塑料和织物上。

目前,研究人员已尝试过用这种材料制作纸质含羞草。当手触摸到一片叶子时,致动器就会让其他叶片依次合拢。

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研究团队还制作出了一盏同时可改变灯罩形状和亮度的台灯。

图片来源:卡内基梅隆大学网站

他们已经将这项纸张驱动技术应用于诸多世界名画,例如让梵高的《向日葵》盛放开来,或是让《星月夜》旋转起来。

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Guanyun Wang表示,大多数机器人都需要一个外部马达,但他们的纸致动器突破了这一限制。“这不仅为机器人技术创造了新的机会,也为互动艺术、娱乐和家庭应用创造了新的机会。”他说。

有机械工程师认为,纸不是坚韧的材料,且遇火容易燃烧,这或意味着,纸致动器在机器人方面不会有太大的应用空间。但也有观点认为,更加柔软也廉价的纸机器人,或许更善于与人相处,适合陪伴孩子们玩耍。

工程师Nicholas Kellaris在接受美国电子杂志《wired》采访时表示,这种装置的前景或在于具有变形结构的艺术设计和交互式设计上。

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