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28.02.2013 – Der Designer, Architekt und Informatiker Skylar Tibbits, forscht in Zusammenarbeit mit Autodesk, Stratasys´ Research Abteilung und dem MIT, an selbstformenden Technologien. Die ersten Ergebnisse zeigte er nun auf der TED Conference 2013.
Unter dem Namen 4D-Printing, versteht Tibbits “programmierte” Materialien, die selbstständig eine neue Form annehmen können (“self-assembly technology”). Mithilfe eines Objet Connex Multimaterial 3D-Druckers erzeugte er dafür Objekte, die in Wasser eingelegt, eine neue Gestalt annehmen. Diese Prototypen funktionieren derzeit mit zwei Polymeren. Eines davon verdoppelt durch das Wasser sein Volumen und führt so nach einiger Zeit (4. Dimension) zu einer Formwandlung.
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This revolutionary technique offers a streamlined path from idea to reality with full functionality built directly into the materials. Imagine robotics-like behavior without the reliance on complex electro-mechanical devices!
Das MIT arbeitet dafür gemeinsam mit Autodesk auch an einer “Cyborg” Software, die eine Erstellung von derartigen Objekten simulieren und so vereinfachen soll. Die Entwicklung steht zwar noch ganz am Beginn, die Forscher rechnen aber mit möglichen Anwendungsbereichen im Weltraum und unter Wasser.
Für dieses Prinzip wird nicht unbedingt ein 3D-Drucker benötigt. Bereits 2011 präsentierten Forscher der North Carolina State University ein ähnliches Konzept, bei dem mittels 2-D Drucker Figuren gedruckt wurden, die sich unter Lichteinfluss zu 3D-Objekten verformten.
Auch das MIT selbst, präsentierte letztes Jahr mit Smart Sand ein anderes interessantes Konzept, bei dem kleine Roboterwürfel 3D-Formen annehmen.
(c) Picture & Link: SJET.us
Update: 08.04.2013 – Skylar Tibbits mit “The emergence of 4D Printing” auf der TED 2013
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Update: 02.10.2013 – U.S. Army Research Office investiert $855.000 in 4D-Printing
Das Research Office der U.S. Army, investiert $855.000 in die weitere Entwicklung des 4D-Printing Projekts. Die Unterstützung geht an das Wissenschaftstrio der University of Pittsburgh’s Swanson School of Engineering, der Harvard School of Engineering and Applied Sciences, und der University of Illinois, mit dem Ziel 3D gedruckte Objekte in Makro Größe zu entwickeln, mit der Fähigkeit die Struktur verändern zu können.
Die U.S. Army erhofft sich aus diesen Forschungen die Entwicklung von neuen Materialien, die eine Anpassung der Camouflage von Uniformen oder Fahrzeugen an den jeweiligen Hintergrund bewirken können.
via DailyMail
Update: 23.10.2013 – University of Colorado Boulder entwickelt 4D-Druckmaterial
Unter der Leitung von Prof. H. Jerry Qi von der der University of Colorado Boulder und unter Zusammenarbeit mit Martin L. Dunn von der TU-Singapore, entwickelte ein Team unter der Bezeichnung “shape memory polymer fibers” formenspeichernde Kunststofffasern, die mittels 3D-Druck in ein Objekt verarbeitet werden können, und nachträglich eine Veränderung der Form ermöglichen. Die nachträglich gewünschte Form wird dabei bereits in der Design Phase festgelegt und kann nach dem Druck durch thermischen Einfluss (Kälte oder Wärme) ausgelöst werden.
Ein solches Material könnte künftig eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Produktion, Verpackung und Biomedizinische Anwendungen bietet.
Die Ergebnisse dieser Entwicklung wurden im September im Journal “Applied Physics Letters” veröffentlicht.
Link: University of Colorado Boulder
Update: 02.06.2014 – MIT stellt selbstfaltenden Roboter vor
Die Forscher des MIT, Massachusetts Institute of Technology, arbeiten an einer neuen Technik damit man ganz genau bestimmen kann wo sich das Material beim Erhitzen falten wird. Bis jetzt werden die Materialien noch per Hand hergestellt. Eine weitere Arbeit geht in Richtung der Automation schon während des CAD Planungsprozesses.
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Daniela Rus, Teamleiterin des Distributed Robotics Lab des MIT:
We have this big dream of the hardware compiler, where you can specify, ‘I want a robot that will play with my cat,’ or ‘I want a robot that will clean the floor,’ and from this high-level specification, you actually generate a working device. So far, we have tackled some subproblems in the space, and one of the subproblems is this end-to-end system where you have a picture, and at the other end, you have an object that realizes that picture. And the same mathematical models and principles that we use in this pipeline we also use to create these folded electronics.
Update: 12.06.2014 – Harvard entwickelt eine sich selbst bauende Lampe
Studenten des Microrobotics Laboratory von Havard haben das Video zu der sich selbst faltenden Lampe gemacht. Diese richtet sich selbst auf und hat sogar einen Schalter eingebaut. Mit diesen programmierbaren Materialien geht die Forschung des Havard Teams in Richtung “Soft Robots”.
Erste Versuche mit den programmierbaren Materialien:
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Die sich selbst bauende Lampe:
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via Youtube
Update: 08.08.2014 – Funktionaler Crawler baut sich selbst zusammen
Im Science publizierten Paper erklären die Forscher des MIT die Funktionsweise des sich selbst faltenden Roboters, der wie in dem Video gezeigt schon gehen kann. Seit mehr als zwei Jahren entwickelt sich diese Methode, funktionale Dinge zu bauen rasend schnell weiter. Wir sind schon auf weitere Entwicklungen gespannt.
via the Verge
(c) Picture via Seth Kroll / Wyss Institute
Update: 28.10.2014 – Skylar Tibbits zeigt selbstformendes Holz und Carbon
Der Innovator Skylar Tibbits zeigt neue Varianten für 4D Printing. Diesmal zeigt er eindrucksvoll, wie Holz und Carbon sich selbst formen. Gemeinsam mit dem MIT und Autodesks Software wurde das Material programmiert.
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via Selfassemblylab
