本报讯 近日，美国北卡罗来纳州立大学科研团队通过结合多级机构概念和厚板折纸技术，提出了一种类似变形金刚的变体折纸超结构。该结构通过较低自由度——不超过3个驱动器，即可变化出超过1000种形态各异的构型，且具有可重构、可重组、可再编程和可逆设计等优点。相关论文发表于《自然-通讯》。

研究团队通过在特定旋转轴上安装远程控制系统，实现了类似变形金刚自主变换的结构。在无线编码指令下，这种变体折纸超结构短时间内可连续变换成各种所需形状和功能，例如多层建筑、桥梁、隧道，以及多模态移动变体机器人。这些机器人既可以通过身体的形状变换实现前进后退、左右横行，也可以迅速切换成传统爬行机器人模式负重前行。

考虑到刚性转动折纸结构可以简化为机械运动机构，研究团队选择了几种代表性的空间运动闭环机构作为基本结构和各阶机构图案。其中，多级折纸超结构通过将高阶机构的连杆由低阶结构替代设计而成。在实际设计中，多级机构的旋转轴和连杆分别对应于折纸结构的线型折痕和由多面体组成的结构单元。该工作从正方体结构单元出发，从设计、理论、数值模拟及潜在应用方面，系统研究了该多级折纸变体超结构。

这种奇妙的设计不受尺度限制，有望应用于变体机器人、快速可扩展可重构建筑、太空机器人及医疗设备等领域。（张晴丹）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50497-5