幾個月前，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一個研究團隊利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造了一系列自折疊3D物體。2018年8月24日，南極熊從國外媒體獲悉，該技術(shù)的研究人員已經(jīng)推出了一種由導(dǎo)電3D打印材料和紙制成的紙質(zhì)機器人。當(dāng)給機器人通電時，紙可以折疊和展開。
如果用一個時髦的詞來形容，那就是4D印刷。
“我們正在重新發(fā)明這種非常古老的材料，把紙變成另一種媒介，一種兼具藝術(shù)和實用功能的媒介。”人機交互研究所(HCII)助理教授、可變形材料實驗室主任姚立寧說。
訣竅是3D打印材料聚乳酸，一種具有形狀記憶行為的熱塑性塑料。將其與導(dǎo)電石墨烯結(jié)合，制成3D打印的“墨水”。
為了制造紙質(zhì)機器人，研究人員使用了FDM 3D打印機，在普通紙張上3D打印出厚度為0.5毫米的導(dǎo)電墨水層。然后他們在160華氏度的烤箱中加熱。一旦從烤箱中取出，紙被彎曲或折疊成所需的形狀，并允許冷卻，這將是紙的默認(rèn)形狀。然后，將電線連接到致動器，用電流加熱致動器以膨脹熱塑性塑料，從而拉直紙張。當(dāng)電流切斷時，紙張會自動恢復(fù)到默認(rèn)形狀。
“大多數(shù)機器人——即使是紙做的機器人——都需要外部馬達，”研究員關(guān)允·王說。“我們不僅在機器人領(lǐng)域，還在互動藝術(shù)、娛樂和家庭應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了新的機遇。”
△卡耐基梅隆大學(xué)是用普通紙做的人造含羞草，葉子對人的觸摸有反應(yīng)。畫
為了展示藝術(shù)潛力，6月，在中國。杭州浙江在一次大學(xué)研討會上，50多名學(xué)生使用紙張驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)作了精美的彈出式書籍，其中包括對梵高的《星夜》等著名藝術(shù)作品的解讀。向日葵。
姚說，研究人員正在改進這種方法，通過改變打印速度或熱塑性塑料線條的寬度來實現(xiàn)不同的折疊或彎曲效果。據(jù)悉，他們還開發(fā)了可以控制紙張致動器的打印觸摸傳感器、手指滑動傳感器和彎曲角度檢測器的方法。
姚和她的團隊希望通過使用更多的導(dǎo)熱紙和開發(fā)定制的打印細(xì)絲來加快驅(qū)動器的速度。用于紙張的相同驅(qū)動也可以用于塑料和織物。