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3D不够看 4D打印又诞生!(图视频)

2020-08-10
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3D不够看 4D打印又诞生!(图视频)
自我组装进行的三要件:几何结构(左)、能量(中)和组件吸引力。(图/取自网络)

科技发展快到让人来不及反应。就在大家才刚刚知道3D打印是什幺回事之际,如今, 许多人还摸不着头脑的4D打印又来了!

一家工业用3D打印机的制造商 Stratasys,最近开发出一种新的“智慧材料”。他们跟麻省理工学院的“自我组装实验室”(Self-Assembly Lab)合作,替3D打印技术“升级”,并抢先宣告4D打印的诞生。

4D打印是什幺?那就是在长、宽、高之外,再加上时间。放到打印技术上,就是你所打印的东西,可以依照你预先设定的程序,随着时间而改变形状、自我组装,形成特殊结构和外型。

这项技术在未来建筑和制造业上很有潜力,人类未来更容易打造生存环境,解决外层空间恶劣气候条件下,导致建造成本昂贵且危险较大的问题。

麻省理工“自我组装实验室”主管史凯拉提比兹(Skylar Tibbits)是这项研究的负责人,他指出,4D打印使用的材料能够响应移动;或接触水、空气、引力、磁力或温度变化后,直接呈现出材料变形,自我组装。第四D(维度)即指该材料的变形和自我组装能力。

提比兹在实验中示范了4D打印时,“智慧材料”在接触水后如何折迭成为M-I-T的字母形状。他认为这是首度实现内嵌材料自身变形的过程。同时,研究人员使用一个“半机器人计划”软件,能够模拟和最优化这项材料的折迭方式与折迭时间。

目前,麻省理工“自我组装实验室”与波士顿Geosyntec公司合作,研发一种新型基础设施管道系统。提比兹说:“可以想象一下,如果水管可以自我膨胀或收缩,即能够改变水管容量或水流速度,或许还能实现蠕动式水流。该系统的泵和阀门成本并不昂贵,完全可以依程序设计,管道能够自我适应环境。”

提比兹认为在不久的未来,像建筑物和机器设备等,都将拥有自我组装、复制和自我修复的能力,就像是存在于生物中的DNA和蛋白质一样。

比兹在2011年的TED大会中,向世人解释了自我组装的构想、以及初步成果的呈现。只要将经过特殊编码的程序嵌入组件,即能让组件拥有可变形的重组特性。

从TED的影片中可以看到,两条同样材质的链子,透过摇晃的动作给予能量,链子是依照预先设定好的编码结构,折迭变形成不同的样子。变形金刚不只是电影,未来变成真实,时间已经不远了。

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