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3D資訊
首頁 > 資訊中心青島3D打印折紙啟發(fā)折疊結構的國防技術
發(fā)布時間：2022-04-21
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折紙和剪紙結構”的項目著眼于如何將折紙藝術的原理與3D打印結合使用，以設計能夠改變形狀的輕巧靈活的結構。其目的是使能夠在各種穩(wěn)定幾何形狀之間轉換的結構能夠執(zhí)行特定操作或適應不斷變化的環(huán)境條件。
預計這項工作將應用于從3D打印多功能機器人到變形橋和天線等可折疊射頻組件的所有領域。
佐治亞理工學院校園
穆里獎
MURI 是國防部競爭激烈的項目的一部分，旨在支持研究人員團隊開展的工作，這些工作有朝一日可能應用于國防部門。對于最新一輪的 MURI，美國國防部授予28個美國研究團隊總計1.95億美元。
鄧恩家族物理學和生物科學副教授 Simon Sponberg 解釋說：“MURI 最初是為國防部提供培訓資助，以培養(yǎng)能夠取得進展的下一代科學家。這筆資金將使我們能夠讓所有六個實驗室和學科的博士后和研究生緊密合作并創(chuàng)建一個社區(qū)。”
用于軟機器人及其他領域的折紙
在折紙藝術中，目標是使用精心放置的折疊組合將一張扁平的方形紙變成雕塑。任何喜歡折紙的人都會告訴你，使用膠水、切割和撕裂通常是不受歡迎的。但是，確實使用切割的設計被稱為剪紙。
那么折紙和剪紙如何與3D打印相結合呢？最明顯的領域之一是軟機器人領域，其中可編程折疊和驅動機制通常用于創(chuàng)建隨時間改變形狀的4D打印機器人。根據(jù)這些折疊的位置，機器人可以滾動、攀爬、行走和抓握物體。
多穩(wěn)定折紙結構具有高度復雜的機械行為，這是由于大量的折疊和相互影響的力。作為該項目的一部分，研究人員將首先致力于開發(fā)綜合數(shù)學模型來表征和編程這些行為。
然后，他們希望設計自己的3D打印和先進的制造工藝，將傳感和驅動集成到這些結構中。最后，該團隊打算開發(fā)實驗測試臺來評估和優(yōu)化他們基于折紙的設計。
佐治亞理工學院助理教授 Zeb Rocklin 表示：“該項目得益于佐治亞理工學院在工程先進技術與開發(fā)通用、數(shù)學嚴謹?shù)奈锢砝碚撝g建立緊密、強大聯(lián)系的能力。” “我們將從任何人都可以通過觀察或感受折紙來感受的概念開始，并使用機器人技術和多功能3D打印來創(chuàng)建復雜、靈活和強大的動態(tài)結構，這些結構可以做以前從未見過的事情。 ”
除了基本的3D打印機器人設備外，這項工作還將適用于混合軟彈出式執(zhí)行器、具有可變形特性的材料、可折疊的防彈盾以及臨時結構，例如軍事人員的充氣避難所。
與佐治亞理工學院的 Rocklin 一起工作的將是哈佛大學教授 Katie Betoldi、Jennifer Lewis、L. Mahadevan 和 Robert Wood，以及賓夕法尼亞大學副教授 El
預計這項工作將應用于從3D打印多功能機器人到變形橋和天線等可折疊射頻組件的所有領域。
佐治亞理工學院校園
穆里獎
MURI 是國防部競爭激烈的項目的一部分，旨在支持研究人員團隊開展的工作，這些工作有朝一日可能應用于國防部門。對于最新一輪的 MURI，美國國防部授予28個美國研究團隊總計1.95億美元。
鄧恩家族物理學和生物科學副教授 Simon Sponberg 解釋說：“MURI 最初是為國防部提供培訓資助，以培養(yǎng)能夠取得進展的下一代科學家。這筆資金將使我們能夠讓所有六個實驗室和學科的博士后和研究生緊密合作并創(chuàng)建一個社區(qū)。”
用于軟機器人及其他領域的折紙
在折紙藝術中，目標是使用精心放置的折疊組合將一張扁平的方形紙變成雕塑。任何喜歡折紙的人都會告訴你，使用膠水、切割和撕裂通常是不受歡迎的。但是，確實使用切割的設計被稱為剪紙。
那么折紙和剪紙如何與3D打印相結合呢？最明顯的領域之一是軟機器人領域，其中可編程折疊和驅動機制通常用于創(chuàng)建隨時間改變形狀的4D打印機器人。根據(jù)這些折疊的位置，機器人可以滾動、攀爬、行走和抓握物體。
多穩(wěn)定折紙結構具有高度復雜的機械行為，這是由于大量的折疊和相互影響的力。作為該項目的一部分，研究人員將首先致力于開發(fā)綜合數(shù)學模型來表征和編程這些行為。
然后，他們希望設計自己的3D打印和先進的制造工藝，將傳感和驅動集成到這些結構中。最后，該團隊打算開發(fā)實驗測試臺來評估和優(yōu)化他們基于折紙的設計。
佐治亞理工學院助理教授 Zeb Rocklin 表示：“該項目得益于佐治亞理工學院在工程先進技術與開發(fā)通用、數(shù)學嚴謹?shù)奈锢砝碚撝g建立緊密、強大聯(lián)系的能力。” “我們將從任何人都可以通過觀察或感受折紙來感受的概念開始，并使用機器人技術和多功能3D打印來創(chuàng)建復雜、靈活和強大的動態(tài)結構，這些結構可以做以前從未見過的事情。 ”
除了基本的3D打印機器人設備外，這項工作還將適用于混合軟彈出式執(zhí)行器、具有可變形特性的材料、可折疊的防彈盾以及臨時結構，例如軍事人員的充氣避難所。
與佐治亞理工學院的 Rocklin 一起工作的將是哈佛大學教授 Katie Betoldi、Jennifer Lewis、L. Mahadevan 和 Robert Wood，以及賓夕法尼亞大學副教授 El