最近，迪士尼研究中心開發(fā)出一種計算設(shè)計工具，該工具能設(shè)計出移動方式更接近生物的機器，這些機器通過彎曲來移動。通常，人們傾向于用鉸鏈來將不同的剛性物體連接在一起，從而創(chuàng)造移動。相比之下，大自然設(shè)計移動的方式則柔和得多。
“對生物世界來說，剛性是一個很陌生的概念。從袋鼠的腿到蝙蝠的翅膀，骨頭、肌腱和軟骨就是有機生物的螺母和螺栓。有了我們開發(fā)的工具，最終，我們將更容易制造出與自然界中的生物一樣高效和強大的機器，”研究人員解釋說。
該工具采用業(yè)已存在的柔性機制，能自動將一個剛性鉸接設(shè)備的傳統(tǒng)剛性接頭替換成以柔性方式來實現(xiàn)移動的零件。唯一的例外是旋轉(zhuǎn)超過360度的鉸鏈接頭，目前研究人員還沒有發(fā)現(xiàn)它們的柔性替代品。
該工具也能修改設(shè)計，以優(yōu)化設(shè)備的性能，減少可能會引起斷裂的應(yīng)變，消除組件之間的碰撞以及確保橫向穩(wěn)定性。
柔性要比剛性更難設(shè)計，因為它要求“更深入地了形狀改變時材料會如何表現(xiàn)”。但3D打印讓這些柔性物體的生產(chǎn)變得更容易，因為該技術(shù)可以用強大的柔性材料在一個單件中制造出各種復(fù)雜的幾何形狀。
為了展示該工具，研究人員3D打印了幾個整合入這種柔性機制的項目，包括一輛遙控車、一個被稱為Jansen'sLinkage的多關(guān)節(jié)腿、龍的翅膀、一個電子眼和一個仿生手。每個模型都是用一臺StratasysConnex3503D打印機制造的，打印材料為強大而柔韌的Rigur。
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