影/泡進熱水就會自我摺疊 美學者研發製作軟質機器人新方法

影/泡進熱水就會自我摺疊 美學者研發製作軟質機器人新方法
▲只要將裁好的材料放進熱水,不用幾秒鐘就會自我摺疊成型。(圖/翻攝自IEEE SPECTRUM,下同)

編譯陳建鈞/綜合外電報導

據《IEEE SPECTRUM》報導,在2017年度由新加坡舉辦的IEEE機械與自動化大會上,賓夕法尼亞大學教授Synthia Sung,展示了一種名為「添加物自我摺疊」(additive self-folding)的技術,只要將材料放進90度的熱水中,就會自我摺疊,輕輕鬆鬆製作出軟質機器人的結構。

▲自我摺疊技術的概念源自於摺紙藝術,藉由摺別平面材料來堆砌出立體形狀。(影片/取自YouTube,若遭移除請見諒)

這項技術的概念源自摺紙藝術,藉由折疊平面材料來堆砌出立體形狀;首先利用軟體將3D模型轉變成許多不同的平面,再將不同平面以折線相連結,積著使用電腦割字機將圖形用Mylar與PVC交疊的複合材料印出來。最後,手上就會擁有用3D模型不同平面連結而成長條狀物體。

接著,只須將長條物放進90度以上的沸水中,露出來的PVC會遇熱收縮,不用幾秒鐘就會自動形成你想要的立體形狀。

再使用釣魚線製作拮抗腱傳動(antagonistic tendons),就能透過電機控制機器人的動作;不過,這部份是整個製作過程中最耗時間的,占總製作時間的一半,研究人員正在想辦法節省這段過程所耗費的時間。

影片中,研究人員利用這些技術,製作出一隻能進行複雜活動的海星機器人,每隻海星腿都擁有4個腱(tendon),能在2維平面上進行移動,再藉由伺服馬達給予動力,可控制所有海星腿逆時針或順時針彎曲,並且可以兩個、三個一組向上、向下活動,宛如一隻柔軟的「機械手」。

除了使機器人複雜的製作過程加快速度外,這項技術擁有全自動化組建機器人的潛力,還可應用在重量與空間受限的狀況下,例如太空梭裡頭,只要攜帶大量的材料與割字機,就能依照狀況需求,當場製作出合適的機器人,當你用完時還可直接壓扁,節省空間。

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