2021-08-10
 
折紙用新的變形材料栩栩如生
2021年08月10日  

想象一下,打開一本自然照片書,卻看到萬花筒般的優雅蝴蝶從書頁中飛舞而出。


由于 CU Boulder 的 ATLAS 研究所的設計師和工程師團隊的努力,這種奇特的故事書可能很快就會成為可能。該小組正在利用軟機器人領域的新進展來開發可變形的物體,這些物體像紙一樣薄、快速移動且幾乎完全無聲中國建材網cnprofit.com。


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研究人員的早期作品,他們稱之為“Electriflow”,包括可以彎曲脖子的折紙鶴,按一下按鈕就能擺動的花瓣,還有,是的,還有會飛的昆蟲。


“通常,關于蝴蝶的書籍都是靜態的,”領導該項目的 CU Boulder 研究生 Purnendu 說,他的名字很單一?!暗悄隳懿荒茏屢恢缓跁猩葎映岚??我們已經證明這是可能的?!?/p>


他和他的同事最近在計算機協會 2021 年設計交互系統 (DIS) 會議上展示了他們的結果。


人造肌肉


Purnendu 解釋說,該團隊的 Electriflow 設計不需要馬達或其他傳統機器部件來實現——讓它們觸感柔軟,就像真正的蝴蝶一樣。它們的靈感來自一類“人造肌肉”,最初由 CU Boulder 的 Chrisoph Keplinger 領導的工程師開發,現在可以通過一家名為 Artimus Robotics 的公司進行商業銷售。


Artimus 采用了一種稱為液壓放大自愈靜電 (HASEL) 執行器的技術。與通常由剛性金屬制成的傳統機器人部件不同,HASEL 執行器從流體中獲取動力。執行器技術的先驅、前 CU Boulder 研究生 Eric Acome 說,執行器依靠靜電力推動密封塑料袋中的油。想象一下當你擠壓一側時番茄醬包的形狀會如何變化。


“這些執行器的主要好處之一是它們用途廣泛,”這項新研究的合著者兼 Artimus Robotics 的首席技術官 Acome 說?!八鼈冎皇切〈?,但根據小袋的形狀,你可以產生不同類型的運動?!?/p>


他們還模仿自然世界,在這個世界中,各種生物(比如河豚或金星捕蠅器)改變形狀以嚇跑捕食者并捕獲獵物。


“對于某些動物來說,形狀變化是交流和生存的重要組成部分,”Purnendu 說?!肮こ處焸円恢痹趯で鬄橛嬎銠C接口開發類似的功能?!?/p>


襟翼


Purnendu 想知道他是否可以使用與 Artimus Robotics 相同的概念,或者在小袋內晃動的油,不僅可以構建新機器人,還可以設計柔軟、可移動的藝術品。


Electriflow 利用幾種不同的小袋形狀在平板塑料片中創建折紙狀折疊。而且速度很快:Purnendu 的昆蟲可以以每秒約 25 次的最高速度拍動翅膀——比大多數真正的蝴蝶快,并且與一些速度更快的飛蛾不相上下。


“這個系統非常接近我們在自然界中看到的,”他說?!拔覀冋谕黄迫祟惻c機器交互方式的界限?!?/p>


這位研究人員表示,他希望更多的藝術家和設計師能夠使用他和他的團隊開發的工具來進一步推動這些界限。他想象有一天,你可能會看到折紙動物可以將自己折疊成各種形狀,從一張塑料平板或在書頁上跑跳的卡通人物。


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