4D技術(shù)創(chuàng)造奇跡

2013年2月26日，在美國加州舉行的娛樂和設(shè)計(jì)大會(huì)上，麻省理工學(xué)院建筑系自組裝實(shí)驗(yàn)室專家斯凱勒·蒂比茨，向世人展示了“夢幻”般的4D智慧：只見一根看似普通、由3D打印機(jī)打印出來的新型復(fù)合材料管被緩緩置入水中，隨著時(shí)間推移奇跡發(fā)生了，那靜置在水中的細(xì)管，竟像一條經(jīng)過冬眠的蛇慢慢蘇醒、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，最終形成了正四面體形態(tài)。令人瞠目的是，這一切動(dòng)作完全是自動(dòng)完成的，沒有任何外力的參與。當(dāng)這些猶如電影特技般的自動(dòng)變形術(shù)鮮活地展現(xiàn)在人們面前時(shí)，所有現(xiàn)場觀摩者無不為之感到震撼。

　　3D方熱4D又來

　　3D方熱，4D又來：這便是信息時(shí)代的特色與節(jié)奏。

　　所謂“4D智慧”，就是在傳統(tǒng)3D打印技術(shù)中再加入“時(shí)間”變量，不僅包含3D的長、寬和高3個(gè)維度，更增加了一個(gè)時(shí)間維度，使打印出的物體可以隨著時(shí)間推移在形態(tài)結(jié)構(gòu)上自我進(jìn)行智慧調(diào)整，最終自動(dòng)達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)要求。

　　據(jù)悉，目前利用3D技術(shù)已可以打印出從食品面包到軍械槍彈等各種新產(chǎn)品。但4D打印又與3D打印有所不同，4D打印最顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢是：所打印的產(chǎn)品會(huì)隨著時(shí)間的變量，按照預(yù)先設(shè)定的模式和要求，自動(dòng)重塑形態(tài)結(jié)構(gòu)，即在指定的時(shí)間形成所需要的形狀。例如，輸水管道可以根據(jù)水流量的大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)管徑，可利用自行起伏波動(dòng)將水流輸送到指定地點(diǎn)；汽車會(huì)根據(jù)車內(nèi)溫度自動(dòng)打開散熱孔蓋散熱；家具可根據(jù)路途自行設(shè)定組裝時(shí)間，或按照需要將購回的家具進(jìn)行重組……

　　這些“奇異功能”的完美實(shí)現(xiàn)，均源于創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念和智慧軟件，以及新型材料的有機(jī)融合。

　　4D軟件自主創(chuàng)造

　　4D智慧重在利用計(jì)算機(jī)軟件，并將相關(guān)設(shè)計(jì)思想直接內(nèi)置于材料當(dāng)中，同時(shí)賦予其按需求改變形狀的能力，所產(chǎn)出的物品如同智能機(jī)器人一樣，無需外接任何設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)適應(yīng)”“自動(dòng)調(diào)節(jié)”和“自動(dòng)創(chuàng)造”。

　　這一切，就如同植入智慧，使材料成為沒有導(dǎo)線和電機(jī)、具有“自主創(chuàng)造意識(shí)的變形金剛”。

　　4D技術(shù)需要靜止的和活動(dòng)的兩種材料。靜止材料奠定了物品的幾何結(jié)構(gòu)，而活動(dòng)材料包含了促使物體變形的能量和信息，成為可編程材料，成為一種高科技智能材料。

　　4D功能軍民兩用

　　4D變形功能可謂應(yīng)用潛力無限，適用領(lǐng)域廣闊：從軍用到民用；從日用消費(fèi)品生產(chǎn)到生物醫(yī)學(xué)實(shí)踐；從航天工業(yè)到體育娛樂，可謂無所不及，未來將被應(yīng)用到生產(chǎn)和生活各個(gè)領(lǐng)域。專家指出：“你甚至可以設(shè)想隨運(yùn)動(dòng)員和環(huán)境改變而改變的服裝與鞋子；輪胎可根據(jù)不同路況而變形，消費(fèi)者不用再為不同路面而購買不同型號(hào)的輪胎了。”

　　據(jù)稱，4D技術(shù)在軍事應(yīng)用領(lǐng)域更具潛力：不便攜帶的裝備和武器彈藥，打印出設(shè)定好程序的材料，運(yùn)抵戰(zhàn)場或敵后再自行組裝；會(huì)自動(dòng)變形的坦克和裝甲車輛，可根據(jù)地形適時(shí)隱蔽和保護(hù)自己；野外應(yīng)急作戰(zhàn)用的帳篷甚至能夠自動(dòng)適時(shí)展開與撤收；從一定意義上講，秘密特工尤其對4D技術(shù)需求會(huì)更大，完全可將設(shè)計(jì)好的武器、裝備與用具，在敵眼皮底下攜帶和運(yùn)送。

近來，各國專家紛紛強(qiáng)調(diào)此技術(shù)并不是飄在云端的新概念，其真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化已指日可待，人們很快會(huì)看到：更簡單、更智慧、更廉價(jià)的4D新技術(shù)，將掀起新一輪世界產(chǎn)業(yè)革命的風(fēng)暴。

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