实现基于4D打印的机器人驱动机制
"收到海外研究人员提出的合作研究建议"
首尔科学技术大学11日表示，机械系统工程学部智能机器人专业教授Park Geun的研究团队成功开发出灵感源自韩国传统纹样的4D打印超材料，并将其应用于多种软体机器人机构。
研究团队利用传统丹青纹样的几何图案，开发了基于异种材料的剪纸超结构。剪纸是从折纸发展而来的概念，是一种不仅可以折叠，还允许沿平面物体的线条剪裁，从而制作图案和结构的技术。在日常生活中，立体书、立体卡片等都能见到这种技术。
研究团队尤其通过优化结构设计参数，精确控制了双稳态变形特性和热诱导形状恢复行为，并确立了一套设计方法，可通过组合多种结构，对多稳态变形和连续的4D形状变化进行编程。此外，研究团队利用开发出的4D剪纸超结构，采用材料挤出（MEX）方式的3D打印机及聚乳酸（PLA）、热塑性聚氨酯（TPU）材料，实际制作了多模态桥接机构、能够从内侧和外侧夹持物体的软体夹爪，以及可在水下改变尺寸并收集垃圾的仿生机器人，由此证明了该技术在多种软体机器人机构中的应用潜力。
作为第一作者参与研究的研究员Kim Euihyeon表示：“剪纸结构源自日本剪纸文化，近年来作为能够实现负泊松比的负泊松比（Auxetic）变形和双稳态的超结构备受关注。”他还表示：“这项研究的意义在于，开发了从韩国传统丹青纹样中汲取灵感的新型剪纸结构，并通过组合主动材料和被动材料，实现了多稳态变形以及热诱导4D形状恢复。”
作为通讯作者参与研究的Park教授表示：“这项灵感源自韩国传统丹青纹样的研究成果登上国际知名学术期刊封面，作为韩国研究人员，我深感自豪。”他还称：“目前已就相关技术提交2项专利申请。我们已收到多位海外研究人员提出的合作研究建议，今后计划将研究拓展至多种超结构及软体机器人机构。”
此外，这项研究发表于国际知名学术期刊《Advanced Science》，并因其卓越成果获得认可，被选为9日发行的第13卷第62期封面论文（Front Cover）。论文由首尔科学技术大学机械设计机器人工程系硕士研究生Kim Euihyeon担任第一作者，同系研究员Kim Minseong和化学生命工程系教授Yoon Hyunsik担任共同作者。
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