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折纸机器人:别费劲了,我自己会折叠

了解自折叠折纸如何彻底改变技术,将薄片转变为适应性强的机器人以执行各种任务。

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这也许是一种恰当的致敬。日本——一些世界上最巧妙的机器人的设计者——现在可以观看一种传统艺术形式经历机器人改造。正如本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文所述,麻省理工学院和哈佛大学的研究人员制造出了可以自行折叠的折纸,可以将自己塑造成一艘船或一架飞机。为什么?折纸只是第一步;研究人员设想将这种“变形”机器人用于各种用途,从可以根据您需要的咖啡量从 grande 变为 venti 的“智能”杯子,到可以根据用户意愿弯曲成各种工具的“瑞士军刀”。

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该研究的合著者、哈佛大学电气工程教授罗伯特·伍德将这项工作描述为未来应用的“概念证明”。

伍德说:“想象一下放弃工具箱中的所有工具,转而使用一堆自折叠薄片来制作您完成特定工作所需的工具和结构。” [New Scientist]

这张方形薄片的宽度略大于 1.5 英寸,厚度约为百分之二英寸。为了制作这个正方形,研究人员将玻璃纤维三角形部分与柔性硅橡胶连接起来——连接处相当于折纸折叠。沿着接缝的金属合金条在加热和冷却时(当电流流过它们时)收缩和膨胀,充当折叠机器人的“肌肉”。

当合金条达到 178 华氏度时,它们会弯曲,带动整个薄片。薄片在几秒钟内折叠成各种形状,磁性扣件帮助它们保持位置。最终,这片由 32 个瓦片组成的薄片折叠成了船和飞机。[麻省理工学院计算机科学家 Daniela] Rus 说,关键是找出折叠算法。这就像学习折纸一样。 [Popular Science]

人们可能会想象像这样的“可编程物质”在太空深处。也许它可以像日本 Ikaros 太阳帆项目上的折叠太阳帆一样派上用场?鉴于其他变形机器人,我们是否也会看到折叠机器人在搜救行动中爬过门下?事实上,它带来的好处中,最微不足道的可能就是折叠纸张,因为在这方面,我们人类仍然占据主导地位

研究人员指出,尽管算法可以生成可行的折叠模式来制作给定形状,但人类专家通常能够设计出更有效的方案。Rus 说:“它不知道如何变得有创意,有时人类折纸大师可以看到前面几步,就像下棋的人一样。你会看到对于按部就班的计算机程序来说不明显的模式。” [Scientific American]

视频:哈佛大学工程与应用科学学院的 Robert Wood 和麻省理工学院/CSAIL 的 Daniella Rus。

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