幾個月前，卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)的一組研究人員利用3D打印技術，創建了一系列令人印象深刻的自折疊3D對象。如今，這項技術背后的研究人員又研制出了一種紙質機器人，這種機器人由導電3D打印材料和紙張制成，當電流施加時，這種紙可以折疊并展開。

由紙和3D打印執行器制成的機器人抓取器

“我們正在重新發明這種非常古老的材料，”人類計算機交互研究所(HCII)助理教授，變形物質實驗室主任姚立林說，她與她的團隊一起開發了這種方法。“驅動真正將紙張變成了另一種媒介，一種兼具藝術和實用功能的媒介。”

訣竅是3D打印材料polylactide，一種具有形狀記憶行為的熱塑性塑料。這與攜帶電流的石墨烯結合，制成3D打印的“墨水”。

為了制造紙質機器人，研究人員采用了FDM3D打印機，并在普通紙上作為執行器3D打印了0.5mm的導電油墨層。然后他們在160華氏度的烤箱中加熱。一旦從烘箱中取出，將紙張彎曲或折疊成所需形狀并使其冷卻，這將是紙張的默認形狀。然后將電引線連接到致動器上，并且操作者使用電流加熱致動器，使熱塑性塑料膨脹并因此使紙張變直。刪除電流后，紙張將自動返回其默認形狀。

“大多數機器人-甚至那些用紙制成的機器人-都需要外部電機，”CMU制造期貨計劃研究員王冠云說。“我們不這樣做，這創造了新的機會，不僅僅是機器人技術，還包括互動藝術、娛樂和家庭應用。”

由卡內基梅隆大學人機交互研究所開發的紙張驅動技術，由普通紙制成的人造含羞草葉子對人體觸摸有反應

為了展示藝術潛力，今年6月，中國杭州浙江大學的一場研討會上，50多名學生利用紙張驅動技術創作了精美的彈出式書籍，其中包括對梵高的《星空》(Starry Night)和《向日葵》(Sunflowers)等著名藝術品的詮釋。

姚說，研究人員正在改進這種方法，改變打印速度或熱塑性塑料線的寬度，以實現不同的折疊或彎曲效果。據報道，他們還開發了可以控制紙張執行器的打印觸摸傳感器，手指滑動傳感器和彎曲角度檢測器的方法。

姚和她的團隊希望通過使用更導熱的紙張和開發用于執行機構的打印絲來加速執行。用于紙張的相同驅動器也可用于塑料和織物。