受日本Kirigami摺紙藝術的啟發，哈佛大學的一支研究團隊，想到了開發一種“可編程氣球”的創意，特點是能夠在充氣時呈現各種驚人的形狀。除了炫技，該校約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員們，還希望該平台能夠用於新型醫療設備的生產、以及用到軟體機器人的執行器上。

（來自：Harvard University）

研究團隊發現，借鑒日本的Kirigami 摺紙技藝，他們可以開發出將氣球塑造成不同形狀的材料，具體涉及在2D 表面上形成圖像的“像素”。

當氣球充氣時，切口會使得氣球在某些地方伸展更多、其它地方則略微收縮，從而讓高度可控的充氣裝置呈現出一些相當不規則的形狀。

論文合著者Antonio Elia Forte 表示，僅需改變兩個’像素’的參數，即可將所有不同的形狀編程到Kirigami 氣球中，包括彎曲、扭曲和膨脹。

其策略是能夠產生按用戶所需的形狀而產生形變的氣球，這是一種自下而上的方法。除了運動學，還利用了材料的特性特質。

SEAS 團隊還開發了一種你算法，可簡單地對其進行編程、以創建所需的形狀，然後有機器來確定必要的像素尺寸和圖紙設計。

SEAS researchers developed a kirigami balloon（via）

論文一作Jinhuai Jin 補充道：“通過控制Kirigami 氣球在各個層面的膨脹，我們可以復制出各種目標形狀”。測試期間，研究團隊已經編程製作出南瓜、鉤子、花瓶等形狀。

展望未來，研究人員希望這種方法可以用於外科手術器械和太空探索。不過在研究初期，他們還是將重心放在了軟體機器人的可變執行器上。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《先進材料》（Advanced Materials）期刊上。

原標題為《Kirigami‐Inspired Inflatables with Programmable Shapes》。