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折紙是日本一項傳承千年的藝術，看上去，它似乎不大可能引發科學家和工程師的靈感，但實際上，它已經廣泛運用於各種發明創造之中。那種由強大數學原理創造的精妙之美，不僅適用於紙張，在金屬和塑膠的世界裡也毫不遜色。
原美國NASA（NASA）物理學家、紙藝技術顧問羅伯特·朗（Robert Lang）說，「我們既可以從已知的折紙創意、結構和機制中汲取養分，也可以運用數學工具描述折紙、設計藝術形式，創造出解決特定技術難題的新式結構。」
借助折紙工藝，研發人員設計了一些運輸時可以疊在一起、或者可以裝進狹窄空間的大型結構。而那些精妙的折紙樣式，還有助於搭建只需單個電機操控的複雜機械系統。
以下六種新設備的靈感都是源於折紙工藝：
深海捕捉器
最近，哈佛大學機器人專家羅伯特·伍德（Robert Wood）借助折紙工藝，設計了一款用於捕捉深海柔弱生物的機械手。機械手的五個爪子由若干五邊形和三角形組合而成，手爪可以收縮成一個十二邊形的盒狀物，專門用來困住水母、章魚等軟體海洋生物，同時確保它們毫發無損。
——捕捉器的五只手可以抓取柔軟的海洋生物，同時又不會對它們造成傷害。圖片來源：Wyss Institute
這種可安裝在無人潛艇上的機械手，只需一部電動機就能收縮折疊。這一點很重要——在深海環境中，組件越少，失靈的概率越低。「簡潔是重中之重。」伍德說，「在深海那樣一種惡劣的環境裡，過於複雜的裝置一個都不該有。」
防彈盾牌
傳統的警用防彈盾牌通常重達40公斤，而且僅能防護一人。楊百翰大學的工程學團隊利用折紙工藝，設計出了一款重約25公斤的新式盾牌。它足夠寬，可以同時保護多人，而且折疊後，還能輕易塞進一輛小轎車的後備箱。
——楊百翰大學的工程學教授研制了一款更輕巧的防彈盾牌。圖片來源：Jaren Wilkey
楊百翰大學機械工程學教授、研發團隊負責人拉裡·豪厄爾（Larry Howell）表示，這款盾牌的設計靈感源於一種近百年前的紙藝造型。不過，要讓硬質防彈纖維能像紙一樣隨意折疊，還需加以改造。工程師把數塊硬板縫進纖維，讓板與板之間的松動區域起到合頁的作用。
行星探測器
太空器最需要的就是空間。美國NASA噴氣推進實驗室的工程師賈克科·卡拉斯(Jaakko Karras)打造了一款簡易版的行星探測車。探測車的電路板是折疊起來的，既充當車身主體，又是控制系統。
——探測車原型，一個呈直立狀，一個呈折疊狀。圖片來源：NASA噴氣推進實驗室/加州理工學院
探測車的輪子在航空飛行過程中是折緊的，飛船抵達目的地後，雙輪轉動展開。如果探測車在某個遙遠的行星上突然駛進狹小空間，雙輪可再次收折，穿越窄地。
卡拉斯認為，這種小巧靈動的探測車，可以代替美國NASA近年常用的那種笨重且昂貴的探測器，或者兩者搭配使用。他說：「我們可以打造小而多的車隊模式，不一定非要採用單個、高價的大車。」
目前，卡拉斯正在開發能夠操控這種小型車群的軟體系統，以期未來運用在美國NASA的項目中。
微型可吞咽機器人
要是有一種機器人，能夠吞入腹中，在體內四處遊走，實施簡單的外科手術，那該多好！如今，這個設想正在成為現實。受紙藝啟發，麻省理工學院的研究人員設計出了一種微型機器人，它可以折疊成一顆藥丸那麼小，進入人體內又能展開，借助外部磁力在體內行動。
研究人員已經操作機器人，從一個仿真胃的模型裡取出了一顆電池。但是，團隊負責人丹妮拉·魯斯 (Daniela Rus)去年表示，或許還要六年才能實行動物和人體測驗，進而改良設備性能。
遮星板
系外行星是出了名的難觀測，因為它們圍繞公轉的恒星，其光芒過於耀眼，看起來就像在發光的燈泡周圍尋找塵土顆粒。因此，噴氣推進實驗室的工程師正在研發一款花朵狀的巨型遮星板，與太空望遠鏡搭配使用。發射過程中，遮星板折疊，進入太空後再展開，並運行到太空望遠鏡前方遮蔽星光，顯露系外行星的詳盡面貌。
——花朵狀的遮星板可以遮蔽遙遠恒星的光芒，從而顯露系外行星的詳盡面貌。
「這塊遮星板，外形精雕細琢，令人驚嘆。」羅伯特·朗說，「全部展開後，需要完成高精度定位。」
研究人員的靈感來自於一種名為「閃光之物」（flasher）的紙藝造型。這種樣式可以把一張大紙折成一個緊湊的圓柱體。目前，花朵遮星板的原型正由普林斯頓大學與美國NASA合作研發測試。
人造肌肉
傳統機器人肢體僵直、行動生硬，容易對身邊的人類造成傷害。為此，科學家正在研發一款「柔性」機器人。哈佛大學機器人專家伍德的團隊已運用折紙工藝，製造出柔軟的人工肌肉，有望成為「柔性」機器人的力量之源。
——哈佛大學科學家在折紙工藝的啟發下研發出一款人造肌肉，可提起相當於自重一千倍的物體。圖片來源：Wyss Institute
人造肌肉的「骨架」是折疊的，分布在若干充滿液體的囊袋中。對囊袋做真空處理，骨架將以設定的方式回折，形成如同真實肌肉一般的收縮效果。
雖然人造肌肉的研發還處在初始階段，但測試結果顯示，它已能提起相當於自重1000倍的物體。
翻譯：李蕪
校對：李莉
編輯：穎仔
來源：nbcnews
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