在荷兰原子与分子物理研究所（AMOLF）的巴斯·奥弗维尔德实验室中，这些雕塑般的物体并非看起来那么简单。它们由多个棱柱形积木构成，每个面都通过柔性铰链连接，可以轻松地从 3D 星星等形状翻转成圆柱体、球体等。
奥弗维尔德说，想想经典的拍拍手镯：一种具有两个稳定位置的结构，一个伸直，一个卷曲。但他的实验室的物体可以沿着其多个铰链折叠，在施加压力时弹出数十个可预测的位置。除了构建这些物理物体的集合外，奥弗维尔德和他的同事还使用计算机模拟来探索更复杂的积木组件，找出许多组合可以形成的每一种潜在形状。一些大型虚拟结构达到了 100 多个稳定配置。这项研究于去年 12 月在《自然通讯》上详细介绍。
通过设计和模拟在被推动时折叠成可预测形状的物体，研究人员希望更容易制造非常小的机器人和具有可变结构的材料。如果这些物品可以轻松变形为特定的稳定形状，则弯曲或组装它们所需的工具就会更少。此外，某些形状和内部结构可以增加强度并使物体具有弹性：例如，“骨骼具有使其更轻但保持坚硬的微观结构，”奥弗维尔德说。“我们尝试用我们的材料做同样的事情。”
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这项研究探索了“厘米级”（大致是人手制作的传统纸质折纸的尺寸范围），但奥弗维尔德指出，如果尺寸更大或更小，这些物体的工作方式将相同。目前，该团队专注于基础知识：“我们不是从事...小规模制造的人，”他说。“我们试图提出新的概念。”
这些概念给奥弗维尔德在材料科学领域的同行留下了一些深刻印象。康奈尔大学领导类似研究的伊泰·科恩（Itai Cohen）表示，这项新工作在研究和意义方面是“真正的杰作”，他没有参与这项研究。“这些都是用[相当于]纸板和双面胶带完成的设备——但真正的问题是，你能开始制造机器人系统吗？” 科恩补充道。“在机器人系统中，您可以经历的配置数量决定了机器人能够做多少事情，您可以制作多少[光衍射]光栅或暴露多少化学表面。”