机器人无模具打造纤维凉亭

这个亭子由斯图加特大学计算设计研究所的团队设计，灵感来自甲虫的鞘翅。

对研究人员来说，设计亭子是一种对设计、制造趋势进行研究的方式。

今年，研究人员希望了解如何在不使用模具的情况下，用玻璃和碳纤维制造建筑结构的方法。

亭子上的编织组件模拟了甲虫的鞘翅。鞘翅的质地坚硬，但重量很轻，可以为后翅提供保护。

一个六轴机器人正在建造编织组件。

亭子上的编织组件模拟了甲虫的鞘翅。鞘翅的质地坚硬，但重量很轻，可以为后翅提供保护。

今年，研究人员希望了解如何在不使用模具的情况下，用玻璃和碳纤维制造建筑结构的方法。

乍看之下，这个由碳纤维和玻璃纤维编织而成的凉亭好像一只蜘蛛，但实际上，它的原型是完全不同的另一种虫子。来自斯图加特大学计算设计研究所(ICD)的研究人员以飞行中的甲虫为原型，设计了这个“2014研究亭”。或许更确切地说，研究人员借鉴的是甲虫的鞘翅，在甲虫飞行过程中，坚硬的鞘翅可以为后翅提供保护。

ICD的研究人员每年都会建造一个研究亭，而且，每一年这些研究亭的结构都会变得愈发古怪。这是计算设计师突破限制，真正深入某些重大的、极富挑战性的问题，而不必过多考虑现实条件的时刻。今年的重大问题是：如何在不使用大量模具的条件下，利用玻璃纤维、碳纤维等复合材料打造建筑结构？这是一个很难的问题，但问题的答案可能会带来全新的建筑方式。

通常在使用这些复合材料的时候，你首先要把它们放入一个模具中，构建出形状。一级方程式赛车和帆船都是这样做出来的。不过，打造模具是一个非常复杂的过程，也是最大的投资。尽管帆船和赛车是同一形状的大规模生产，但许多不同的部件很可能只会使用一次。因此，为每一个部件建造模具的意义并不大，倒不如直接生产部件。

这也就是研究人员想到甲虫的原因。甲虫的双层鞘翅由一种坚硬的、高强度的纤维材料组成。ICD团队借鉴了鞘翅的结构，将两层编织好的碳纤维材料连接起来。碳纤维的方向和密度刚好可以满足建筑结构的要求，这正是我们在自然界中看到的。利用一个六轴机器人，研究团队可以将纤维一根根地编织在一起，上、下层纤维也紧密连接，形成了一个非常坚固的网状结构。

亭子背后的构想是很复杂的，这一点从那36个精细的编织组件就能明显看出来。现在，这一技术距离应用到常规建筑中还有相当长的路要走，但最终的目标，是将这些设计和制作方法带到现实世界，成为可行的建筑方式。研究人员相信，在不远的将来，碳纤维等轻型材料将更普遍地应用于体育馆顶棚等建筑结构。