為了演示一種制造兼容、可控機器人結(jié)構(gòu)體的全新方法，研究人員構(gòu)建了一個能夠自主折疊的兔子、金槍魚和海星的3D模型。這些構(gòu)造物浸泡在熱水之后，會從平面形式上折疊起來。

　　在過去的幾年時間里，越來越多人開始關注那些具有自建功能的機器人。當你需要制作高精度機器人的時候，這種功能會非常受用，你會發(fā)現(xiàn)，如今不少機器人都是呈現(xiàn)軟體且具兼容性的。

　　當然，我們或許會覺得軟體機器人適合3D打印，但是在實際情況下，它們通常是使用高度可變形的材料制作的，這些材料可以靠自己的行為改變，而不是專門鑄模來制作，當然，鑄模是一件冗長乏味且煩人的事。

　　Cynthia Sung之前曾是麻省理工學院Daniela Rus團隊的一員，如今已經(jīng)成為了賓夕法尼亞大學的一名教授。本周二，在機器人與自動化大會（ICRA）上，他展示了一個制造兼容且可控機器人結(jié)構(gòu)體的全新方法，并稱之為附加自折疊技術。

　　受到折紙手工的啟發(fā)，該技術可以利用具備自折疊功能的2D材料創(chuàng)造3D形狀，而你所需要做的，就是把它們放進熱水里即可。

　　基本上，你需要先設計好一個對象的3D模型，然后使用軟件把對象轉(zhuǎn)化成為很多不同的層，而且每一層都需要和對應的上一層及下一層聯(lián)系在一起，但是卻要有一點折疊皮瓣。一旦你已經(jīng)準備好了所有的設計，你就可以使用一個乙烯切割機在一個聚脂薄膜和聚氯乙烯的“三明治”上打印出來。

　　在折疊之前，你首先得到的可能會是一個你期待所創(chuàng)建的3D對象連接橫截面的、又長又瘦的條帶，但是一旦你把它放進到一個接近沸騰的熱水里，聚氯乙烯（PVC）就會受熱，然后每一個部位都會被收縮，然后只需短短幾秒鐘，就能變成預先設定好的形狀。

　　不僅如此，該軟件還有另一個功能，可以在設計對象內(nèi)加入一種所謂”對抗性“（使用的是和釣魚線一樣的原材料），這樣的效果就是，當一側(cè)被壓扁，另一側(cè)就會被彈起，從而形成一個受控曲線。

　　這些研究人員使用了能夠自我附加折疊功能的解決方案，制造了一個完整的海星模型（下圖a），這個模型擁有靠伺服電機控制的腱體，允許其執(zhí)行不同的云端（下圖 b-g）。

　　研究人員還能夠使用該技術設計和制造一個非常復雜的機器人海星，在它的五條腿（或是五個首筆）中，每一個都使用了四個螺絲來驅(qū)動兩個維度云端。制作每一個海星的腿大約只需要50分鐘，你真的不需要考慮太多它的運動范圍。通過將肌腱組合在一起，所有的腿就能依靠六個舵機控制，朝著順時針或是逆時針方向彎曲，同時也能將組合中的兩條或三條腿向上或向下彎曲。

　　在這個時候，你是不是想到了一個其他用例場景？沒錯！如果把這個解決方案應用到一個五指操控器上，而不是設計一個海星，相比會發(fā)揮更大的用途。

　　利用這個解決方案，制造相對復雜的機器人，特別是當你需要制造一些對重量和體積有要求限制的機器人情況下（比如制造一些在太空旅行獲行星探測條件下使用的機器人），整個制造速度會變得更快，而且也會更加簡單。
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　　把軟體機器人丟進熱水里，它就能自己折疊

　　你所要做的，只需攜帶一些材料和切割器，然后把你所需要的機器人設計好，甚至可以把他們“壓扁”然后要用的時候一打印，即可使用。

　　當然，在整個過程中最耗時間的一部分，可能就是處理肌腱部分，這可能需要一個人力，同時大約占用大約一半的制造時間。不過，研究人員正在探索在制造過程中嵌入肌腱的相關解決方案，雖然這種方法可能會讓整個流程變得有一點復雜，但是卻能讓整體制造速度獲得顯著提升。