一次拉绳即可展开复杂结构-新东方前途出国

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留学顾问卜凡

卜凡

美国硕博咨询组长

成都
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    一次拉绳即可展开复杂结构

    • 原创
    发布者：
    卜凡
    分类：
    留学新闻
    2025-12-31
    35
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    MIT 研究团队提出了一种新的结构设计方法，使复杂的三维结构能够从平面状态，通过一次拉动绳索迅速转变为曲面成型结构。

    该方法有望支持在灾害现场快速部署临时医疗设施，例如在海啸等突发事件发生后，为现场提供及时的医疗支持。研究团队的思路是，将用户设定的三维结构转化为由互相连接的平面单元组成的形态，并利用算法计算一条摩擦较低的绳索路径。当绳索被拉紧时，结构即可顺畅完成展开。

    这种驱动方式具有可逆性，松开绳索后，结构可以恢复到平面状态，从而在存储和运输阶段占用更少空间并降低成本。该系统对制造工艺并不设限，可通过 3D 打印、数控加工、模压等多种方式生产。

    研究人员指出，这一方法可用于可携带医疗设备、可折叠机器人，以及在特殊环境中使用的模块化空间结构等应用场景。例如，机器人可以将扁平结构运送至狭小空间后再完成展开。

    该研究的作者、电子工程与计算机科学系研究生 Akib Zaman 表示，该方法的优势在于驱动机制较为简洁，用户只需输入设计方案，系统便可自动完成结构与绳索路径的优化计算，使结构在一次拉动后保持成型状态。

    研究团队成员还包括多名 MIT 研究生、博士后与教授，相关成果已在计算机图形与交互技术领域的国际会议上进行展示。

    在设计原理上，该方法借鉴了日本传统的切纸艺术，将三维结构分解为由铰接连接的四边形单元，并引入一种具有特定拉伸与压缩特性的结构机制。算法会计算需要被拉动的关键位置，并规划一条摩擦较小、路径合理的绳索走向，从而实现平滑展开。

    研究人员已利用该方法设计并制作了多种尺度的样品，包括医疗护具、姿势矫正器、便携式结构以及可由单人组装和拆卸的实体座椅。该方法在尺度上不受限制，既可用于微型装置，也可用于建筑级别的结构。

    未来，研究团队计划进一步探索更小尺度结构的设计，并研究在建筑应用中对材料强度、绳索参数与连接部件的工程要求，同时尝试实现无需人工或机器人介入的自展开机制。

    卜凡
    卜凡 美国硕博咨询组长
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          这种驱动方式具有可逆性，松开绳索后，结构可以恢复到平面状态，从而在存储和运输阶段占用更少空间并降低成本。该系统对制造工艺并不设限，可通过 3D 打印、数控加工、模压等多种方式生产。

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