几个月前,卡内基梅隆大学的一个研究团队利用3D打印技术创造了一系列自折叠3D物体。2018年8月24日,南极熊从国外媒体获悉,该技术的研究人员已经推出了一种由导电3D打印材料和纸制成的纸质机器人。当给机器人通电时,纸可以折叠和展开。
如果用一个时髦的词来形容,那就是4D印刷。
“我们正在重新发明这种非常古老的材料,把纸变成另一种媒介,一种兼具艺术和实用功能的媒介。”人机交互研究所(HCII)助理教授、可变形材料实验室主任姚立宁说。
诀窍是3D打印材料聚乳酸,一种具有形状记忆行为的热塑性塑料。将其与导电石墨烯结合,制成3D打印的“墨水”。
为了制造纸质机器人,研究人员使用了FDM 3D打印机,在普通纸张上3D打印出厚度为0.5毫米的导电墨水层。然后他们在160华氏度的烤箱中加热。一旦从烤箱中取出,纸被弯曲或折叠成所需的形状,并允许冷却,这将是纸的默认形状。然后,将电线连接到致动器,用电流加热致动器以膨胀热塑性塑料,从而拉直纸张。当电流切断时,纸张会自动恢复到默认形状。
“大多数机器人——即使是纸做的机器人——都需要外部马达,”研究员关允·王说。“我们不仅在机器人领域,还在互动艺术、娱乐和家庭应用领域创造了新的机遇。”
△卡耐基梅隆大学是用普通纸做的人造含羞草,叶子对人的触摸有反应。画
为了展示艺术潜力,6月,在中国。杭州浙江在一次大学研讨会上,50多名学生使用纸张驱动技术创作了精美的弹出式书籍,其中包括对梵高的《星夜》等著名艺术作品的解读。向日葵。
姚说,研究人员正在改进这种方法,通过改变打印速度或热塑性塑料线条的宽度来实现不同的折叠或弯曲效果。据悉,他们还开发了可以控制纸张致动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。
姚和她的团队希望通过使用更多的导热纸和开发定制的打印细丝来加快驱动器的速度。用于纸张的相同驱动也可以用于塑料和织物。