新技術(shù)在結(jié)構(gòu)的外部建造復(fù)雜的機械裝置

雖然只花了10年多的時間，但真正的科學終于趕上了科幻小說《鋼鐵俠》中變形的外骨骼套裝。楊百翰大學(Brigham Young University)的工程師們在今天發(fā)表在《科學機器人》(Science Robotics)雜志上的一篇論文中，詳細介紹了一項新技術(shù)，該技術(shù)允許他們在不占用任何實際空間的情況下，將復(fù)雜的機械裝置構(gòu)建到結(jié)構(gòu)的外部。

這類被稱為“可展機構(gòu)”的新機構(gòu)得名于可展表面，即不撕裂或拉伸平面構(gòu)象而呈現(xiàn)三維形狀的材料，如紙張或金屬。它們位于一個曲面上(比如鋼鐵俠的手臂)，當被部署到具有獨特功能的地方時，它們可以變形。當不使用時，它們可以無縫地折疊回結(jié)構(gòu)表面。

楊百翰大學機械工程教授、研究員拉里·豪厄爾說:“這些新發(fā)現(xiàn)使得制造與表面結(jié)合的復(fù)雜機器成為可能，這種機器非常緊湊，但可以部署和完成復(fù)雜的任務(wù)?！薄八_啟了一個全新的世界，有更多功能的潛在設(shè)備，但仍然非常緊湊?！?/p>

隨著醫(yī)療、航天和軍事行業(yè)的制造商不斷努力，在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更復(fù)雜的功能，制造超緊湊的機械裝置變得越來越重要?？砷_發(fā)機制的潛在應(yīng)用包括:

醫(yī)用:在微創(chuàng)手術(shù)中既能切割材料又能同時展開燈光的手術(shù)器械

車輛和飛機:可以從機身內(nèi)表面展開的存儲部件，在不使用時完全不礙事

軍用:四旋翼無人機，翼展可調(diào)，適用于狹小空間

太空:輪子可以展開爪子爬行巖石，這對星際漫游者尤其有用。

這種新型的機械結(jié)構(gòu)是由豪厄爾和同事斯賓塞·馬格萊比(Spencer Magleby)與折紙藝術(shù)家羅伯特·朗(Robert Lang)合作完成的折紙工程成果演變而來的。隨著研究小組轉(zhuǎn)向彎曲折紙原理，數(shù)學揭示了一種制作更復(fù)雜機器的新方法。

Magleby說:“折紙是這方面的墊腳石。”“折紙藝術(shù)激發(fā)了我們?nèi)プ鲆恍┛雌饋砩踔敛幌裾奂埖臇|西，但它是這項新工程的核心?！?/p>

豪厄爾說:“完成過去只是科幻小說的事情真的很酷?！薄斑@些發(fā)現(xiàn)將使我們能夠做前人從未做過的事情。”我們希望其他工程師，在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，將這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到幫助世界變得更美好的方面。