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Pneumatic cells toward absolute Gaussian morphing

变形 弯曲 刚度 平面(几何) 壳体(结构) 抗弯刚度 平面的 计算机科学 曲面(拓扑) 软机器人 高斯曲率 高斯 职位(财务) 比例(比率) 几何学 人工智能 材料科学 机器人 计算机图形学(图像) 物理 数学 复合材料 曲率 财务 经济 量子力学
作者
Tian Ming Gao,José Bico,Benoît Roman
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:381 (6660): 862-867 被引量:18
标识
DOI:10.1126/science.adi2997
摘要

On a flat map of the Earth, continents are inevitably distorted. Reciprocally, curving a plate simultaneously in two directions requires a modification of in-plane distances, as Gauss stated in his seminal theorem. Although emerging architectured materials with programmed in-plane distortions are capable of such shape morphing, an additional control of local bending is required to precisely set the final shape of the resulting three-dimensional surface. Inspired by bulliform cells in leaves of monocotyledon plants, we show how the internal structure of flat panels can be designed to program bending and in-plane distortions simultaneously when pressurized, leading to a targeted shell shape. These surfaces with controlled stiffness and fast actuation are manufactured using consumer-grade materials and open a route to large-scale shape-morphing robotics applications.
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