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超越3D打印机附加折叠创造了艺术电子动画

来源:手风琴 时间:2025/4/9
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与3D打印机相比,很少有创新对机器人领域产生更大的影响。过去需要一个完整的加工车间和一批训练有素的机械师的零件现在可以在几分钟内从CAD转到打印机转盘。最近,材料科学家和工程师一直在努力寻找新的快速原型技术,这些技术可能会在机器人技术中找到未来的应用。来自韩国科学技术研究院(KIST),麻省理工学院,UPenn和约克大学(英国)的合作研究人员一直致力于开发一种新技术,该技术可生成一种柔软,驱动的3D物体,由巧妙折叠,易于印刷构成2D材料。研究人员称他们的技术为叠加折叠。“二维(2D)切片是链式连接,手风琴折叠和堆叠,以成为所需3D形状的电子动画机器人,”他们在国际机器人研究杂志上发表的共同撰写的论文中解释道。设计原则与您朋友过去制作的那些折纸青蛙有一些相似之处。折叠起铰链和弹簧的作用。带有类似肌肉的琴弦,类似手风琴的机器人机身具有高度可操作性,可以进行复杂,逼真的动作。研究人员专注于制作软电子动画机器人的三个主要步骤。第一个涉及计算设计。作为他们研究的一部分,合作者创建了用于从3D计算机模型建模和设计2D折叠模式的算法。他们选择的形状之一是兔子。该算法计算出如何将3D兔子雕刻成2D形状,可以分层折叠以从头开始构建兔子。该算法确定如何连接不同部件以及控制机器人的弦致动器应如何通过最终形式,这将影响机器人将如何移动。下一步涉及通过附加折叠制造最终机器人。研究人员使用一种造纸机(工匠将会知道这是什么)来从厚聚酯薄膜上折叠条带,这种薄膜具有弹性,重量轻和尺寸稳定性。褶皱充当弹性铰链。将各种聚酯条带固定在一起并且还用作致动器的尼龙绳手动穿过孔。组装机器人后,将琴弦送入机器人底座的电机。最后一步,即物理动画,是在马达拉动尼龙弦,改变机器人的形状时实现的。折叠铰链的电阻特性允许机器人的部分弹回到其原始位置,并且所产生的运动令人惊讶地栩栩如生。到目前为止,除了机器人艺术和显示器的电子动画之外,没有太多真实应用。但是,附加折叠可以成为工程工具包中的重要工具,因为软机器人适应了刚性机器人不太适合的一系列任务。

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