1985年,一位电气工程师在《科学美国人》杂志上看到一则广告:创新设计基金悬赏1万美元,征集服装、纺织品和家居领域的创意发明。他提交了一个奇怪的想法——一种三边拉链,能让柔软材料瞬间变坚硬。评审拒绝了它。
这位工程师叫William Freeman,当时在宝丽来工作,后来成为MIT教授。他的原型由三条柔性带组成,内侧排列着细木"齿",通过滑动装置咬合,形成刚性三角管。被拒后,他申请了专利,把原型扔进车库,一存就是近四十年。
打开网易新闻 查看精彩图片
四十年后,MIT计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员重新翻出了这个设计。他们在寻找"可调刚度"物体的制造方案——此前的 stiffness 切换方法要么难以逆转,要么必须手工组装。Freeman 的老专利恰好提供了一个被验证过的机械原理。
CSAIL 团队开发了配套的设计软件与自动化制造流程。用户在软件中设定闭合后的形状:每条带子的长度、弯曲方向与角度,以及四种基础运动模式——直管、拱形、弹簧状螺旋、或螺丝状扭转。设计完成后,系统用3D打印自动生产塑料材质的Y型拉链。
论文第一作者、MIT博士后Jiaji Li解释:"普通拉链适合闭合平面物体,比如夹克。Freeman设想的是更动态的机制。借助现在的制造技术,他的设计可以改造更复杂的物品。"
应用场景跨度很大:露营装备可以压扁运输、到场后锁定为稳固结构;医疗设备需要刚柔切换的场合;机器人关节;甚至艺术装置的快速组装。核心优势在于"一键"完成柔性到刚性的转变,且可逆。
一个被1985年技术条件埋没的机械创意,在3D打印成熟的今天找到了落地路径。Freeman本人仍在MIT任教,他的专利终于等来了兑现时刻。
热门跟贴