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今天为大家带来一款4D打印的张拉体机器人。

佐治亚理工的研究人员最近利用3D打印来生成一系列小型结构，这些结构可以实现像记忆金属一样受热复原，从压缩的状态恢复到具有刚性的结构。

研究成果发表在了最新一期的

nature-scientific reports上

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4D打印机器人

传统的3D打印属于增材制造的范畴，一层一层的叠加材料最终打印出一个三维的立体形状。

那么4D打印指的是什么呢？

听着很厉害的样子~~~~！

其实多出来的一维即是时间维度。

经过一定的设计后利用3D打印将所需的结构打印到材料中去（可编程的重构性）。当整个材料受热时，经过一定时间后（经过时间的烹调：D），这些原本瘫倒在地上的结构便会重新焕发出活力，呼哧呼哧地立起来。

与MIT团队不同的是，佐治亚理工的团队对这种材料成型的方式进行了一些创造性的应用。他们将张拉体引入到了4D打印中。

张拉体是一种十分优异的力学结构，由杆和绳组成，用张力和拉力保持结构的稳定。

Buckminster Fuller

自从60年代的建筑师Buckminster Fuller发明之后，张拉体结构就被广泛应用于桥梁、体育场等大型建筑。可以用于大型建筑结构也可以用于小型灵活的结构。

最近也不断被实验被证明在机器人中

可以作为高效的结构来使用。

张拉体机器人（传送门）

由于张拉体兼具柔性和刚性，能为机器人提供不同的运动模式以适应不同的环境。

传送门（张拉体机器人）

研究人员们利用3D打印机，将设计好的结构利用形状记忆高分子(shape memory polymers SMP)打印出来。厉害的是，研究人员可以根据所需不同的形状来编程打印出压缩态的材料，使用的时候只需要烫一烫就可以用啦！

这种材料对于不同的温度有不同的响应，温度升高时可以从压缩状态变成伸长状态，但它可以循环使用，在温度降低时同样可以重新回到压缩态（玻璃态转换）。

在热水中，只需要几秒钟就能从压缩态变成可以实用的结构了。

把水倒了就是一只崭新的，坚硬的、矗立的机器人结构。

看看不同温度下他的形状复原情况

同时研究人员们还尝试了

不同的张拉整体结构

分别用绳子和弹性面来作为链接。

很酷的感觉，特别是第二个~~

这样的结构制作方式对于软体机器人、变形材料以及太空中需要张开的天线、设备装置等具有重要的意义。在地面上可以用压缩状态包装运输，到了太空后再恢复工作的形状。极大的节约了运输空间，方便了大型结构和机器人的部署和应用。

让我们一起来看看这种4D打印的机器人结构吧！

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ref:

https://techcrunch.com/2017/06/17/shape-shifting-4d-printed-objects-could-pave-the-way-for-outer-space-structures/?ncid=tcdaily&utm_medium=TCnewsletter

http://www.rh.gatech.edu/news/592676/researchers-create-3-d-printed-tensegrity-objects-capable-dramatic-shape-change

paper：http://www.nature.com/articles/s41598-017-03412-6

mainpage:http://www.me.gatech.edu/faculty/qi

http://www.msm.gatech.edu/

http://structuresandspans.files.wordpress.com/2010/09/3330220100_8b472c8608_b.jpg

http://api.ning.com/files/guHCS0CwloKXo5WnDb2Wp26TIWVKvKOFtadAtWDOuv8-sNMOha0vQmSSkmt9xyxwsc9LcD4P5El03cgrY6P8k*7pFVmjjGd3/Render1.jpg

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https://www-tc.pbs.org/wnet/americanmasters/files/2001/12/BuckminsterFuller.jpg

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https://www.duitang.com/blog/?id=280995144

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