理解超材料机制

在本文中，我们建立了由细胞结构组成的机制的基础——称为超材料机制。先前的研究表明，这种超材料机制可以在3D打印材料的细胞结构中实现完整的机制，而无需组装。然而，它们的设计极具挑战性。一个机制由许多相互连接并相互制约的细胞组成。这导致了机制的不明显和非线性行为，阻碍了用户设计。在这项工作中，我们研究了这种细胞结构的基本拓扑约束及其对最终机制的影响。基于这些发现，我们贡献了一个计算设计工具，该工具可以从用户定义的运动路径自动创建超材料机制。由于我们新颖的全局约束抽象表示大大减少了可能的细胞排列搜索空间，这种工具才成为可能。