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不一样的“变形金刚”：可变形的建筑材料会成为未来行业新趋势吗
不一样的“变形金刚”：可变形的建筑材料会成为未来行业新趋势吗？
北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了可用于创建能够转变为多种不同架构的结构的材料。研究人员设想了从建筑到机器人技术的应用。
我们开发的系统受到变形的启发，该工作论文的通讯作者、北卡罗来纳州机械和航空航天工程副教授 Jie Yin 说，随着自然界的变形，动物改变了它们的基本形状。我们创造了一类材料，可用于创建改变其基本架构的结构。
剪纸是尹作品的基本概念。剪纸是折纸的一种变体，涉及切割和折叠纸张。但是，剪纸传统上使用二维材料，而尹将相同的原理应用于三维材料。
变形系统从单个 3D 剪纸单元开始。每个单元本身可以形成多种形状。但这些单元也是模块化的——它们可以连接起来形成越来越复杂的结构。由于单个单元本身可以形成多种形状，并且可以通过多种方式连接到其他单元，因此整个系统能够形成多种架构。
想想你可以用传统材料建造什么，尹说，现在想象一下，当每个基本构建块都能够以多种方式进行转换时，您可以构建什么。
尹的实验室之前展示了一个类似的概念，其中 3D 剪纸单元相互堆叠。在那个系统中，这些单元可以用来组装一个结构——但是这个结构也可以被拆卸。
变形系统涉及实际连接剪纸单元。换句话说，一旦单元相互连接，它们就不能断开。然而，他们创建的更大的结构能够转化为多个不同的架构。我们的第一个剪纸系统和变形系统之间有两个很大的区别，尹解释说。
第一个剪纸系统涉及可以组装成建筑然后拆卸的单元，这是一个优势。然而，当这些单元组装起来时，架构将无法进行改造。由于该单元的侧面不是刚性的并且以 90 度角固定，因此组装后的结构可以弯曲和移动——但它不能从根本上改变其几何形状。
变形剪纸系统不允许你拆卸结构，尹说，而且由于每个立方体单元的侧面都是刚性的并且以 90 度角固定，因此组装后的结构不会弯曲或弯曲太多。然而，最终的结构是能够转化为不同的架构。
在概念验证测试中，研究人员证明了变形系统能够创建许多不同的结构，这些结构能够在保持结构完整性的同时承受很大的重量。结构完整性很重要，因为尹认为建筑是变形系统的一种潜在应用。
如果扩大这种方法的规模，它可能成为新一代建筑材料的基础，可用于创建可快速部署的结构，尹说，想想在大流行期间不得不在短时间内扩大的医疗单位，或者在灾难发生后需要紧急住房庇护所。
研究人员还认为，变形系统可用于创建各种机器人设备，这些设备可以变形以响应外部刺激或执行不同的功能。
我们还认为这个系统可以用来创造一个新的玩具系列——特别是可以帮助人们探索与物理和工程相关的一些基本 STEM 概念的玩具，尹说，我们愿意与行业合作者合作，为该系统寻求这些和其他潜在应用。
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_496299.html
来源：贤集网
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