可编程气球铺平新形状变形装置

该小组还开发了一种逆设计策略，即找到了针对剪纸充气装置，将在膨胀时模仿目标形状的最佳设计的算法。

“这项工作提供了形状变形设备的新平台，该平台能够支持创新的医疗工具，执行器和可重构结构的设计，”卡蒂亚Bertoldi的，应用力学的威廉和阿美宽Danoff教授SEAS和研究的资深作者。

该研究成果发表在先进材料。

上的剪纸片有助于等的像素气囊的较大的形状的单个切口有助于形成在二维表面上的图像。研究人员发现，通过调整这些削减的几何参数，他们可以控制和嵌入复杂的形状。

“仅通过改变像素的两个参数，我们可以编程所有不同种类的疯狂形状的进剪纸气球，包括弯曲，扭曲和扩展，”安东尼奥·埃利亚复地，在研究海洋和共同第一作者的博士后说。 “我们的策略使我们能够自动设计出可变形的气球从你需要的形状开始，这是一个自下而上的方法，对于第一次驾材料的弹性，不仅运动。”

使用这些参数，研究人员开发的逆算法，可以混合和共匹配不同的宽度和高度，或删除某些像素的像素，以实现期望的形状。通过操纵单个像素的参数，研究人员能够调整形状在显著规模较小。为了证明这一点，他们编程的气球壁球的模拟形状（实验发生了围绕万圣节）完成与沿侧面特征颠簸和山脊。

“通过控制在气球剪纸各个层次的扩大，我们可以重现各种目标的形状，” Lishuai金，研究生在海域和论文的共同第一作者。

研究人员还在葫芦葫芦，钩，花瓶的形状制作剪纸气球，证明该方法是通用的，足以模拟任何给定的形状。

接着，将研究的目的是使用这些剪纸气球作为软机器人形状改变致动器。这项工作奠定了结构在多尺度的设计奠定了基础：从微观微创手术设备，以宏观结构进行太空探索。

这项研究是由博雷邓和艾哈迈德·拉夫桑贾尼共同撰写。它是由美国国家科学基金会资助下号DMR-1420570和DMR-1922321的支持。

资源 Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. "Programmable balloons pave the way for new shape-morphing devices: Kirigami balloons could be used in medical devices, soft robotics." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200708121417.htm>.