新型自动折叠的折纸材料制作机器人 切换身体方向改变运动路径

在我们的印象中，机器人的工作内容还停留在单调重复非精细的工作，移动迟钝缓慢，机器人能像折纸一样随意折叠的场景你能想象吗？北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经证明，受激折线技术启发，他们设计出能够响应环境刺激而自动重新配置的新的二维（2D）形状和三维（3D）结构的材料薄片。

研究人员还设计创造了各种机器人设备作为该方法的概念证明。

北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程学助理教授Jin Yin说："这是我们所知道的第一种情况，其中二维D 折纸模式可以自动将其自身重塑为不同的3D结构，而无需机械输入。相反，我们以热能的形式施加能量，材料重新排列。"

Kirigami是一种艺术形式，其中将单张纸切割并折叠以创建新的形状和结构。

新的"主动激进折纸"概念依赖于三层材料，该材料由两个对热不敏感的外层和一个在响应热时收缩的中间聚合物层组成。材料的形状和结构以两种方式控制。贯穿所有三层的切口可控制材料的运动范围。穿透外层并暴露出热响应性聚合物的蚀刻，控制了材料折叠的角度和方向，以及折叠的程度。当材料折叠时，它会打开通孔，从而将薄片的形状转变为2D或3D设计。

Jin Yin说："我们可以制作出具有相同通孔图案的2D模板，并通过对蚀刻进行一些细微的改变，将其用于创建许多不同的3D结构。这有效地使活动的折纸可以编程。"

作为概念验证的一部分，研究人员使用折纸方法创建了一套热响应式折纸机器，其中包括简单的抓取装置和自动折叠盒。研究人员还创造了一个具有krigami身体和气动腿的软机器人。通过切换身体的方向，研究人员可以快速重新调整腿的位置，从而改变机器人的运动方向。

在这项工作中使用了温度响应性聚合物，但是没有理由认为其他刺激响应性聚合物材料（例如光敏液晶）也不会起作用。