MIT開發(fā)出用于數(shù)字制造的可編程水基生物復合材料Aguahoja

來源:未知大陸

麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)介導物質(zhì)小組(Matter Group)的研究人員創(chuàng)造了Aguahoja，這是一組由樹木、昆蟲外骨骼、蘋果和骨頭中發(fā)現(xiàn)的分子成分進行數(shù)字化設計和機器人制造的自然產(chǎn)物。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)作為材料生產(chǎn)過程的靈感，不產(chǎn)生廢物。纖維素、殼聚糖、果膠和碳酸鈣在材料可調(diào)性上以高空間分辨率組合和復合，生產(chǎn)出具有機械、化學和光學功能的可降解復合材料，其長度從毫米到米不等。這些水狀皮膚狀結構(“hojas”)的設計和制造就像它們是生長的，不需要組裝。

Aguahoja 展館高5米，由生物復合材料構成，具有不同程度的剛度，柔韌性和不透明性，可作為外立面或“結構表皮”制造，不含組件，其表面積僅受機器人龍門架的限制 - 連續(xù)結構模仿人體皮膚 - 用作結構，窗口和環(huán)境過濾器的區(qū)域。在其生命周期結束時，當不再有用時，可以將結構編程為在水中降解（例如雨！），從而將其組成構建塊恢復到其自然生態(tài)系統(tǒng)，從而增加使其能夠產(chǎn)生的自然資源循環(huán)。這種“環(huán)境規(guī)劃”水平在未來能夠構建相對于季節(jié)改變其性質(zhì)的結構：即使生物復合材料的分子組成的微小改變也會對其設計和衰變產(chǎn)生顯著影響。

該項目代表了Neri Oxman和他的團隊對計算“生長”和機器人制造的生物相容材料復合材料的6年探索，這些復合材料構成了功能生物聚合物的“庫”。本系列的器物在外觀、結構組成和環(huán)境行為上是多種多樣的；然而它們都是由同樣的成分組成的：殼聚糖、纖維素、果膠和水。

Aguahoja I平臺由一個用于3D打印生物材料的機器人龍門組成，其形狀和材料組成直接受到物理特性(如剛度和透明度)、環(huán)境條件(如負載、溫度和相對濕度)、制造約束(如自由度、臂速和噴嘴壓力)等因素的影響。該平臺被命名為“水基數(shù)字制造”，它促進了形狀、功能和制造之間的緊密集成，并在尺度上接近并常常與生物世界相匹配。

Aguahoja I包括三個構件：一個建筑展館，一個材料實驗庫，以及一組相關的硬件/軟件和由中介物組開發(fā)的濕件支持技術。Aguahoja I館和相關的藝術品于2018年2月完成并在麻省理工學院媒體實驗室大廳展出，之后被舊金山現(xiàn)代藝術博物館永久收藏(舊金山現(xiàn)代藝術博物館收藏，藝術家的禮物)。目前正在開發(fā)的第二個展館和相關的文物——aguahoja ii——將作為“自然:庫珀·休伊特設計三年展”的一部分首次亮相，該展覽由庫珀·休伊特、史密森尼設計博物館和荷蘭Kerkrade的立方體設計博物館聯(lián)合舉辦。從2019年5月10日到2020年1月20日，Aguahoja II將在材料生態(tài)、集團設計方法和理念的背景下重新審視設計問題。

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