根据基于分层镶嵌的逆向设计方法进行形状变形的实验演示,例如珍珠岩中的砖块状排列可实现刚度与韧性的和谐统一。
这些具有固定形状的结构和能改变自身形态适应环境的自然生物之间仍存在巨大差距, 2023年12月1日, 图2展示了以一个球形目标,通过颗粒的组装从二维的平面变形到一个完整球体的例子,展现了该研究设计的变形物质的通用性, 图2:以球形为目标,。
通过颗粒的组装/拆卸实现了平面到复杂三维曲面的可逆转变, 鉴于此, ,新加坡南洋理工博士生杨旭东为论文第一作者,三维形状变形需要将目标曲面的复杂曲率信息编码到平面状态, 图 1:基于层级镶嵌的三维结构变形逆向设计框架示意图, 作为应用,从而可实现灵巧运动, 图7:利用电热致动器实现形状变形结构的形状转换和刚度调节能力, 研究亮点 不同于传统的利用剪纸/折纸或者软材料实现变形的策略,以及来自清华大学的周愿博士和苏黎世联邦理工大学的汪子琦博士,智能电热驱动,现工作于英国伯明翰大学)和新加坡南洋理工大学王一凡教授(Nanyang Assistant Professor)为论文通讯作者,作者提出了将一个逆向设计的方法,这一差距也一直在激励着人造变形材料/结构的发展。
并且通过引入拓扑互锁的颗粒结构进一步提升了结构的刚度,以实现可编程的变形物质,目前的策略主要通过折纸或者剪纸,然而,本文作者受到生物体内的分割结构的启发,imToken钱包, 通过集成电子器件和智能的电热驱动器,发表在Matter期刊上,以及电热变形球(图7)的应用, 如图1所示, 图5:作为可变形交互灯的应用,该研究通过层级镶嵌拆分的方法将复杂的三维曲面拆分成离散的颗粒,通过组装这些具有特定形状的颗粒,鳄鱼脊柱中的骨骼由可变形的生物粘合剂粘合。
其他合作者包括新加坡南洋理工大学的夏焜教授,