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折纸用新的变形材料栩栩如生
2021年08月10日    阅读量:20989    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

想象一下,打开一本自然照片书,却看到万花筒般的优雅蝴蝶从书页中飞舞而出。


由于 CU Boulder 的 ATLAS 研究所的设计师和工程师团队的努力,这种奇特的故事书可能很快就会成为可能。该小组正在利用软机器人领域的新进展来开发可变形的物体,这些物体像纸一样薄、快速移动且几乎完全无声涂料在线coatingol.com


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研究人员的早期作品,他们称之为“Electriflow”,包括可以弯曲脖子的折纸鹤,按一下按钮就能摆动的花瓣,还有,是的,还有会飞的昆虫。


“通常,关于蝴蝶的书籍都是静态的,”领导该项目的 CU Boulder 研究生 Purnendu 说,他的名字很单一。“但是你能不能让一只蝴蝶在书中扇动翅膀?我们已经证明这是可能的。”


他和他的同事最近在计算机协会 2021 年设计交互系统 (DIS) 会议上展示了他们的结果。


人造肌肉


Purnendu 解释说,该团队的 Electriflow 设计不需要马达或其他传统机器部件来实现——让它们触感柔软,就像真正的蝴蝶一样。它们的灵感来自一类“人造肌肉”,最初由 CU Boulder 的 Chrisoph Keplinger 领导的工程师开发,现在可以通过一家名为 Artimus Robotics 的公司进行商业销售。


Artimus 采用了一种称为液压放大自愈静电 (HASEL) 执行器的技术。与通常由刚性金属制成的传统机器人部件不同,HASEL 执行器从流体中获取动力。执行器技术的先驱、前 CU Boulder 研究生 Eric Acome 说,执行器依靠静电力推动密封塑料袋中的油。想象一下当你挤压一侧时番茄酱包的形状会如何变化。


“这些执行器的主要好处之一是它们用途广泛,”这项新研究的合著者兼 Artimus Robotics 的首席技术官 Acome 说。“它们只是小袋,但根据小袋的形状,你可以产生不同类型的运动。”


他们还模仿自然世界,在这个世界中,各种生物(比如河豚或金星捕蝇器)改变形状以吓跑捕食者并捕获猎物。


“对于某些动物来说,形状变化是交流和生存的重要组成部分,”Purnendu 说。“工程师们一直在寻求为计算机接口开发类似的功能。”


襟翼


Purnendu 想知道他是否可以使用与 Artimus Robotics 相同的概念,或者在小袋内晃动的油,不仅可以构建新机器人,还可以设计柔软、可移动的艺术品。


Electriflow 利用几种不同的小袋形状在平板塑料片中创建折纸状折叠。而且速度很快:Purnendu 的昆虫可以以每秒约 25 次的最高速度拍动翅膀——比大多数真正的蝴蝶快,并且与一些速度更快的飞蛾不相上下。


“这个系统非常接近我们在自然界中看到的,”他说。“我们正在突破人类与机器交互方式的界限。”


这位研究人员表示,他希望更多的艺术家和设计师能够使用他和他的团队开发的工具来进一步推动这些界限。他想象有一天,你可能会看到折纸动物可以将自己折叠成各种形状,从一张塑料平板或在书页上跑跳的卡通人物。


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