折纸艺术中的科学灵感折纸艺术历史悠久,但许多人可能不知道,随着现代科技的进展,折纸艺术在科学领域也大放异彩,讨论人员从它身上获得灵感,解决了一系列的科学难题。可以“折叠”的蟑螂机器人几个世纪以来,艺术家们一直在讨论这种被称为折纸的艺术形式。近年来,一些科学家也开发了这种艺术形式在科学讨论中的许多实际应用。例如,龙卷风、地震和爆炸事件过后,倒塌的建筑物废墟下都有可能埋着被困者,救援人员在清理废墟时要安全地找到幸存者很困难。但毫无疑问的是,废墟残骸中都会有一些小空间,它们可能很小,无法容纳人类在其间,然而足够一些小型机器人在其间灵活地穿梭了。这类救援机器人的体积一定要非常小。假如它们能像折纸作品那样挤压和弯曲折叠,就能够通过更小的裂缝和间隙。事实上,讨论人员研制出的灵巧型的机器人已经可以做得非常小了。几年前,哈佛大学维斯生物工程讨论所的生物学家考希克·贾亚拉姆在读研期间,和别人一起合作研发了一款可以在微小空间中移动的蟑螂机器人,他们将它命名为“克拉姆”(CRAM)。CRAM 是“有铰接机构的可压缩机器人”的首字母缩写词,意思是它拥有可弯曲的关节。奇异的昆虫世界激发了他的设计灵感,但这位生物学家在机器人技术、折纸艺术和数学上的造诣对他的讨论更是大有裨益。他说:“我们将物理学和数学结合起来,讨论如何让机器人做我们想要它做的事情。”他希望有朝一日能通过这种可折叠的机器人找到灾难过后废墟中的幸存者。自折叠聚合物中的折纸艺术布兰迪·肖是一名化学工程师。她和她所在的讨论团队从折纸艺术中汲取灵感,用塑料或其他聚合物制成的薄片,设计出一种可控的、多步骤的自动折叠过程,以形成需要的某种形状。不久前,在《科学进展》杂志上的一篇论文中描述了他们的方法,最初的设计方案是将几种颜色的油墨印在聚合物上,用这些印刷线构成相当于折纸上的折痕线,不同的墨水对不同颜色的光会产生不同的反应。蓝绿色的墨水在 660 納米的波长下能吸收大约 80%的红光,而黄色墨水几乎不吸收红光。于是,蓝色“折痕”会在对红光做出反应时折叠,而黄色“折痕”不会受到影响。但当 470 纳米的蓝光照射到聚合物上时,情况则正好相反。通过将聚合物薄片暴露在不同颜色和不同时长的光照下,讨论团队可以控制每一次的折叠形态。当聚合物的某道“折痕”吸收某种颜色的光时,这部分聚合物的温度会升高,结果就是那部分聚合物收缩并向内折叠,折叠多少取决于印刷在聚合物上“折...