機器人無模具打造纖維涼亭

這個亭子由斯圖加特大學計算設計研究所的團隊設計，靈感來自甲蟲的鞘翅。

對研究人員來說，設計亭子是一種對設計、制造趨勢進行研究的方式。

今年，研究人員希望了解如何在不使用模具的情況下，用玻璃和碳纖維制造建筑結構的方法。

亭子上的編織組件模擬了甲蟲的鞘翅。鞘翅的質地堅硬，但重量很輕，可以為后翅提供保護。

一個六軸機器人正在建造編織組件。

亭子上的編織組件模擬了甲蟲的鞘翅。鞘翅的質地堅硬，但重量很輕，可以為后翅提供保護。

今年，研究人員希望了解如何在不使用模具的情況下，用玻璃和碳纖維制造建筑結構的方法。

乍看之下，這個由碳纖維和玻璃纖維編織而成的涼亭好像一只蜘蛛，但實際上，它的原型是完全不同的另一種蟲子。來自斯圖加特大學計算設計研究所(ICD)的研究人員以飛行中的甲蟲為原型，設計了這個“2014研究亭”。或許更確切地說，研究人員借鑒的是甲蟲的鞘翅，在甲蟲飛行過程中，堅硬的鞘翅可以為后翅提供保護。

ICD的研究人員每年都會建造一個研究亭，而且，每一年這些研究亭的結構都會變得愈發古怪。這是計算設計師突破限制，真正深入某些重大的、極富挑戰性的問題，而不必過多考慮現實條件的時刻。今年的重大問題是：如何在不使用大量模具的條件下，利用玻璃纖維、碳纖維等復合材料打造建筑結構？這是一個很難的問題，但問題的答案可能會帶來全新的建筑方式。

通常在使用這些復合材料的時候，你首先要把它們放入一個模具中，構建出形狀。一級方程式賽車和帆船都是這樣做出來的。不過，打造模具是一個非常復雜的過程，也是最大的投資。盡管帆船和賽車是同一形狀的大規模生產，但許多不同的部件很可能只會使用一次。因此，為每一個部件建造模具的意義并不大，倒不如直接生產部件。

這也就是研究人員想到甲蟲的原因。甲蟲的雙層鞘翅由一種堅硬的、高強度的纖維材料組成。ICD團隊借鑒了鞘翅的結構，將兩層編織好的碳纖維材料連接起來。碳纖維的方向和密度剛好可以滿足建筑結構的要求，這正是我們在自然界中看到的。利用一個六軸機器人，研究團隊可以將纖維一根根地編織在一起，上、下層纖維也緊密連接，形成了一個非常堅固的網狀結構。

亭子背后的構想是很復雜的，這一點從那36個精細的編織組件就能明顯看出來。現在，這一技術距離應用到常規建筑中還有相當長的路要走，但最終的目標，是將這些設計和制作方法帶到現實世界，成為可行的建筑方式。研究人員相信，在不遠的將來，碳纖維等輕型材料將更普遍地應用于體育館頂棚等建筑結構。