收藏家有时收集到站立不稳的俑,会千方百计地摆玩;而一些模型爱好者则热衷于自行设计颠倒站立的玩偶。迪士尼团队就开发了一种三维打印新方法,借助嵌入金属球,让用户造就具有古怪平衡性能的物体。
他们把这种把戏称为“可移动质量”,其关键部件是些金属球,包裹在称为“胶囊”的空腔内。在整个制作过程的软件开发阶段,先要为这些胶囊建模,目标是让球能随着物体重心位置的改变而滚动移位。
在设计制作某个三维模型之前,用户需要输入一些指令,描述希望物件以什么姿态保持平衡,比如想要它怎样站立,怎样浮在水中,连接成串时的悬挂位置如何,还可以是上述这些要求的组合。有了这些目标,设计系统将确定需要多少个胶囊,它们的大小如何,以及在物体内的放置位置。
装有金属球的胶囊置备完毕,用户就可以三维打印了。只是在过程中需要按指令暂停,将准备好的胶囊按计划放进物体内的空腔,再重启打印。最后完成的物体能按设计意图站立、漂浮或悬挂。迪士尼团队得意地展示了一些搞笑的例子。
这个霹雳玩具熊借助体内的两个胶囊,能在6个不同的位置站稳。而玩具海豚则会表演两个动作:放入水中时鼻尖朝上漂浮;而当用鳍相互联成一串时,则鼻尖指地。
肌肉侏儒的铰接处在髋关节,从外表看它左右对称,应该能完美地站立。但实际上它只有向左边倾斜时能站稳,向右边倾斜则会摇摆倒地。这都是因为体内嵌入了可移动质量,球在胶囊中的移位完成了这种错觉把戏。
迪士尼的系统就这样帮助设计三维打印模型,实现令人惊讶的平衡性能。团队表示,下一步是研究如何采用沙子或流体代替金属球,来平衡物体。
我想说的是,这种技术看上去是在搞笑、耍宝,但说不定哪一天,它的设计思路会在生产科研中绽放出闪眼的奇葩,结出惊艳的硕果。让我们接受这种开放的思路吧。
凌启渝 (图 迪士尼)