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由3D打印墨水和纸制成机器人通电即可折叠

发布时间:2019-03-13 02:01:53

几个月前,卡内基梅隆大学的一个研究小组利用3D打印技术创造了一系列自折叠3D物体。2018年8月24日,南极熊从外媒获悉,这项技术的研究人员又推出了一种由导电3D打印材料和纸张制成的纸质机器人,当对该机器人施加电流时,纸张可以折叠和展开。

如果用一个时髦的词来形容,这就叫4D打印。

△由纸和3D打印制成的机器人抓取器(来源:卡内基梅隆大学)

“我们正在重新发明这种非常古老的材料,将纸张变成了另一种媒介,一种兼具艺术和实用功能的媒介。”人类计算机交互研究所(HCII)助理教授,变形物质实验室主任Lining Yao说。

诀窍是3D打印材料polylactide,一种具有形状记忆行为的热塑性塑料。

由3D打印墨水和纸制成机器人通电即可折叠

将它与导电的石墨烯结合,制成3D打印的“墨水”。

为了制造纸质机器人,研究人员采用了FDM 3D打印机,并在普通纸上3D打印了0.5mm厚的导电油墨层。然后他们在160华氏度的烤箱中加热。一旦从烘箱中取出,将纸张弯曲或折叠成所需形状并使其冷却,这将是纸张的默认形状。然后将电线连接到致动器上,并且使用电流加热致动器,使热塑性塑料膨胀并因此使纸张变直。断掉电流后,纸张将自动返回其默认形状。

“大多数机器人 甚至那些用纸制成的机器人 都需要外部电机,”研究员Guanyun Wang说。 “我们创造了新的机会,不仅仅是机器人技术,还包括互动艺术,娱乐和家庭应用。”

△卡内基梅隆大学由普通纸制成的人造含羞草,叶子对人体触摸有反应。图片来源:卡内基梅隆大学

为了展示艺术潜力,6月份,在中国杭州浙江大学的一个研讨会上,50多名学生使用纸张驱动技术创作精美的弹出书籍,包括梵高星夜之类的着名艺术作品的诠释。向日葵。

Yao说,研究人员正在改进这种方法,改变打印速度或热塑性塑料线的宽度,以实现不同的折叠或弯曲效果。据报道,他们还开发了可以控制纸张执行器的打印触摸传感器,手指滑动传感器和弯曲角度检测器的方法。

Yao和她的团队希望通过使用更具导热性的纸张和开发定制用于执行器的打印细丝来加速驱动。用于纸张的相同致动也可用于塑料和织物。

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