麻省理工發明神奇材料：或可讓家具自行組裝

據國外媒體報道， 麻省理工學院的一個實驗室打造的神奇材料未來或可使得家具能夠自行組裝。

在很多人眼里， 斯凱拉·蒂比茨（Skylar Tibbits）在麻省理工學院的自組裝實驗室所做的東西看上去只是一堆廢物。 但對于別人眼中的木塊和織物， 蒂比茨看到的是機器人， 很多很多的機器人。

它們并沒有微處理器， 沒有亮眼的鈦制骨架。 但蒂比茨的團隊制造的那些木板和碳纖維可以說融合了傳感器、邏輯和輸出技術， 有望能夠改變各種各樣的東西， 從飛機到衣服， 再到平裝家具。

自組裝實驗室， 顧名思義就是專注于使得東西能夠自行組裝。

舉例來說， 它開發的一系列小木板在接觸到水分的時候會變成大象玩具。 蒂比茨和兩位合作者克里斯托弗·古博蘭恩（Christophe Guberan）及埃里克·德梅內（Erik Demaine）在研究可因應天氣變化而變形的衣服。 未來， 該實驗室的研究成果或許可讓宜家家具碰一下水（能量來源）即可自行組裝， 完全不必用到通用扳手。

4D打印工作原理

蒂比茨將這些變化過程統稱為“4D打印”。 它類似于3D打印， 但多了一個維度：時間（蒂比茨則喜歡稱之為“活力”）。 在他看來， 未來各種材料的程序設計都將變得可行。

蒂比茨及其團隊使用的工具并不是特別新奇。 以碳纖維項目為例， 制造過程完全是二維的。 該團隊先從標準的碳纖維卷形物著手， 并用計算機數控設備在網絲上即時打印出另一種材料。

蒂比茨的實驗室配制的該項材料可響應天氣的變化。 隨著碳纖維遇熱， 該溫度敏感型材料就會變形， 促使纖維物以該設計師設定的方式變形。

有團隊在嘗試利用該項技術來制造更加智能的賽車尾翼。 車手轉彎的時候， 摩擦產生的熱量會觸發碳纖維中的熱敏材料變形。 因此， 該尾翼會發生變形， 從而優化氣體動力學， 取得更快的車速。 另外， 同樣的碳纖維也可以用于提升噴氣式發動機的效率， 降低碳排放量。

那些3D打印木材項目使用傳統的熔融沉積型打印機（如MakerBot）， 以及特別配造的充滿粉狀木質纖維的塑性長絲。 通過在打印過程中設定“木紋”的式樣， 設計師們可以控制它在沾水時的彎卷。

蒂比茨的研究重點并不在于使用高端的設備， 而是在于充分利用其團隊的聰明才智來以全新的方式看待材料。 其團隊的成員包括研究人員卡里·邁克內利（Carrie McKnelly）、克里斯托弗·馬丁（Christopher Martin）和費利佩·坎波薩雷（Filipe Camposare）。 每一件創作品都是將并不相關的材料結合成為某種實用而又有凝聚力的新整體。 “我們已經習慣于讓材料為我們所用， 不過材料性能里還存在很多的工藝。 ”蒂比茨說道。

何時出現自組裝家具？

在實驗室創立初期， 蒂比茨苦于找不到合適的工具來實現他的愿景。 低端3D打印機并不能打印出大件物品， 因此他的實驗室專門開發軟件來在一個5英寸的盒體中打印出50英尺的長鏈。 而現在， 他們則面臨另一個普及障礙——提高工程師對這些神奇材料的認知度，

說服他們嘗試使用。

要使得那些材料廣泛普及， 還需要進行改良， 以及獲得監管機構的批準。 但蒂比茨認為， 最重要的還是使得工程師改變他們對可編程性的看法。

“我想， 最大的普及障礙是， 人們對于機器人非常過時的觀念。 ”他說。 盡管如此， 該設計師還是成功說服了一些富有遠見的公司試驗他的材料和資助他們的研發， 其中包括Carbitex、Autodesk、Airbus和Briggs Automotive Company。

“我們可以傾聽材料， 將它們當可編程材料使用。 我們可以對生物進行編程。 ”他說， “計算不再僅僅出現在計算機上了， 計算已經無處不在。 ”