哈佛研发出“可编程气球”创意，可用于设备生产及软体机器人

哈佛大学的研究人员，由于受到日本川本喜八郎立体折纸Kirigami 艺术的启发，想到了开发一种“可编程气球”的创意，特点是能够在充气时呈现各种惊人的形状。除了炫技，该校约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员们，还希望该平台能够用于新型医疗设备的生产、以及用到软体机器人的执行器上。

研究团队发现，借鉴日本的 Kirigami 折纸技艺，他们可以开发出将气球塑造成不同形状的材料，具体涉及在 2D 表面上形成图像的“像素”。

当气球充气时，切口会使得气球在某些地方伸展更多、其它地方则略微收缩，从而让高度可控的充气装置呈现出一些相当不规则的形状。

论文合著者 Antonio Elia Forte 表示，仅需改变两个‘像素’的参数，即可将所有不同的形状编程到 Kirigami 气球中，包括弯曲、扭曲和膨胀。

其策略是能够产生按用户所需的形状而产生形变的气球，这是一种自下而上的方法。除了运动学，还利用了材料的特性特质。

SEAS 团队还开发了一种算法，可简单地对其进行编程、以创建所需的形状，然后有机器来确定必要的像素尺寸和图纸设计。

SEAS researchers developed a kirigami balloon（via）

论文一作 Jinhuai Jin 补充道：“通过控制 Kirigami 气球在各个层面的膨胀，我们可以复制出各种目标形状”。测试期间，研究团队已经编程制作出南瓜、钩子、花瓶等形状。

展望未来，研究人员希望这种方法可以用于外科手术器械和太空探索。不过在研究初期，他们还是将重心放在了软体机器人的可变执行器上。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。原标题为《Kirigami‐Inspired Inflatables with Programmable Shapes》。