利用超材料制作变形机器人 – 全球新知

我们看过科幻电影里的超未来机器人，因为其材料而可以自由重组建构成新形象；或是像变形金刚那样可以在两种造型中变化。而这种技术的发展，似乎已经有了倪端。

北卡罗莱纳州立大学的研究人员演示了由剪纸艺术启发的技术来设计的薄片材料，这些材料可以根据环境刺激自动重新配置成新的2D形状和3D结构。这是不是跟“七巧板”很像呢？

通过这个项目开发的知识将推进多种技术，包括软机器人和可展开结构，其中可重构材料是可伸缩电子、电子皮肤和发电设备的可实现结构。”本研究通过剪祇的艺术性和软功能材料，将几何和力学相结合，丰富了三维形状构象库。

“这是我们所知道的第一个不用机械输入就能自动将2D的剪纸图案重塑成独特3D结构的案例，”NC州立大学的通讯作者Jie Yin说。“我们应用热能的形式，让材料能够自己重新排列组合。”

这个新的“自发性剪纸”概念使用一种三层材料，外面的两层对热不敏感，而中间的一层则是由热反应的聚合物层组成。

材料的形状和结构有两种控制方式。贯穿三层的贯穿层控制着材料的运动范围。蚀刻技术可以穿透外层，将热敏聚合物暴露出来，控制材料折叠的角度和方向，以及折叠的距离。当材料折叠时，它会打开贯穿切口，将板材的形状转换为2D或3D设计。