卡内基梅隆大学的研究人员关注针织家具

Yuichi Hirose 有一个梦想——梦想有一天每个人都能拥有一台能够编织家具的机器。

这台机器不仅可以编织家具的外部面料，还可以用针织物来制作立体的椅子、桌子和其他物品。厌倦了那张双人沙发?只需将其拆开，然后重新使用纱线为自己编织一个脚凳即可。

这种新制造技术最初是由卡内基梅隆大学计算机学院机器人学博士生 Hirose 设想的，称为立体编织。十多年前，这个想法激发了他的想象力。现在，他与机器人研究所副教授 James McCann 领导的研究团队合作，将其变成了现实。

广濑说：“我的梦想是让这些立体针织机遍布世界各地。”

在 Hirose 还在制造机器时，他在网上看到了一篇关于 McCann 软件项目的报道 ，该项目让重新编程商用针织机变得更加容易。这种方法提供了一种实用的方法，可以使用机器制作定制的 3D 针织件。这些是空心形状，例如可以填充的兔子，而不是实心针织件，但 Hirose 和 McCann 开始谈论可能的合作。

到 2020 年，Hirose 的针织机已经基本完工，但疫情导致合作搁置。2022 年，Hirose 终于以研究助理的身份加入了纺织实验室，后来又加入了机器人博士项目。

CMU 团队 在计算机图形学和交互技术年度会议SIGGRAPH 2024 上 展示了其立体针织研究和原型机，并在最佳论文竞赛中获得了荣誉奖。SIGGRAPH 发布了 关于该项目的博客文章。

该原型机大小与干衣机相当，但其可生产的形状和尺寸仍然有限。它可以生产不同长度的三棱柱或长方体。其目标是制造一台可以自动生产固体物体的机器，但还需要做更多的工作来改进其操作。

由于机器会将纱线圈拉伸很多，因此研究人员使用弹性线作为纱线。然而，麦肯表示，考虑到它们是由松软的线制成的，最终制成的坚固针织物“出奇地坚固”。

“感觉有点像一堆毛毡或者鞋底，”他说。

尽管现在机器的生产能力有限，但它可以用这项技术手工编织更大、更复杂的形状，比如一双凉鞋。

广濑表示，他计划在未来的研究上从两个不同的方向进行：制造一台更大的机器来生产家具，以及制造一台较小的机器来生产精确的物品。

麦肯说：“我们希望其他人也能制造出自己的实体针织机，并提出我们尚未探索过的想法。”

除了 Hirose 和 McCann，研究团队还包括安吉丽卡·博尼拉·福米纳亚 (Angelica Bonilla Fominaya)，她是一名艺术和计算机科学专业的学生，​​现在是谷歌的软件工程师，她使用这项技术制作艺术品。最近获得计算机科学博士学位的马克·吉莱斯皮 (Mark Gillespie) 开发了该项目的 3D 可视化软件，事实证明，这款软件对理解复杂的设计过程大有裨益。

该研究得到了日本总务省、松下控股公司、日本信息技术振兴机构和国家科学基金会的支持。

该项目网站上提供了更多信息 ，特别是对其他研究人员而言。

如果这一切听起来有点令人困惑，那你可就找对人了。你可以将实心针织想象成类似于 3D 打印。就像 3D 打印机一层一层地构建形状一样，实心针织通过一层又一层地添加针织层来构建形状。但不是靠胶水或熔化的塑料粘合在一起，而是将每一层新针织缝合到前一层上。

为了获得更深入的了解，可以用手工而不是机器来制作实心针织物。研究人员发布了 一套手工编织说明 和 一段视频， 供想要了解更多信息的编织者观看。

卡内基梅隆大学纺织实验室负责人麦肯表示：“这个概念可能很难理解。 但这是一个非常酷的想法，而且前景广阔。”

2012 年，Hirose 萌生了这个想法，当时他正在日本庆应义塾大学攻读数字制造硕士学位。他对可重构物体很感兴趣，部分原因是 SCS 计算机科学系的一个名为 Claytronics 的项目。该项目旨在制造小型模块化机器人，这些机器人可以自行组装以形成许多不同的形状。

他说：“这些机器人非常酷，但功能不多。”

模块化机器人通常通过磁铁或摩擦等方式相互连接(类似于乐高积木)，并且很容易拆卸。Hirose 正在寻找更耐用但仍然可以重新配置的东西。这时他有了实心针织的想法。

他完成了硕士学位，然后走向了职场，但他从未放弃过编织实心针织的想法。最终，他获得了一些补助金，辞去了工作，并于 2018 年开始制造一台实心针织机。与商用针织机一样，他使用一排排舌针(带有可关闭或打开舌针的钩针)来操纵纱线并保持线圈打开以进行下一排针织。

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