面前一張平凡無奇的紙，突然動了起來，它慢慢出現四肢，豎起身體，有了輪廓和肌肉線條，接著它跳了起來！往前奔跑。這可不是什麼魔術或是科幻小說的劇情，麻省理工（MIT）與哈佛大學（Harvard）的科學家，合作開發了一款可自行由平面材料摺疊成型的機器人[1]，同時擁有「變形」和「行走」兩種能力。
這隻機器人發表於今年8月的Science Issue，外觀上，它是由ㄧ張內嵌電路的平面基材為主體，上面裝設了馬達和少輛驅動零件。當啟動時，基材會自主摺疊，使原本攤平在桌面上的二維結構開始立體化，形成有點像是青蛙的三維結構；變形完成後，馬達可以帶動立體化的身軀和腳，使機器人跳躍向前。（如下影片）
其實在今年春天的IEEE國際機器人及自動化會議上，這項技術已有了雛形，那時科學家提出ㄧ種「受熱控制機器人」的概念，其鐳射切割製作的基材可透過平均加熱來自行組裝；而現在這款新型機器人也是運用了類似的技術，只是科學家將加熱源以電線的形式埋入平面基材內層，取代了過去使用的烤箱或是加熱板等外部熱源，直接控制各個關節上的摺疊運動。
分析它的結構，這隻機器人的主體是5片平面材料組合而成，由內而外最中間的是銅層，以蝕刻技術刻出了複雜的電路，銅層外部是兩片紙層，最外層則是具備記憶效果的聚合物，一旦受熱，聚合物的體積形狀會改變，使整片基材彎曲摺疊。上述基材都可用鐳射切割成設計的圖樣，劃分出關節與支撐的主體，再加以黏接組裝。基材完成後，作為控制端的微處理器和小馬達（其數量可以不只ㄧ個）會被裝設到基材表面，構成完整的機器人。（製作過程影片）
從技術面來看，這款機器人最獨特的地方，在於它可以透過摺疊的方式由二維平面變形成三維的立體結構。Rus、 Demaine和Wood三位參與此研究的科學家在之前便發表了ㄧ套方法，可將任何數位化的3D結構轉換成可由摺疊建構的骨架圖樣；而這套計算方法，也實際應用到了這款機器人上。
目前這款機器人受限於材質，其最大的摺疊角度為150度（通常最理想情況會希望基材可以無限制地往兩個方向摺疊180度，如此不論在設計上或是在運動形態上都可以有更大的自由度），不過雖說150度會無法讓摺疊的材料完全重疊，但在應用上，已可以完成大部份的變形和動作。針對這項缺點，除了未來可以在材料上進行改良外，Demaine也認為可以直接從他們過去發展的演算法上做改變，如果能夠直接從設計上達到「以150度摺疊以內為條件，建構出各種三維結構」，便可以有效提升這款機器人的應用度。
有了這種機器人，在未來是不是有可能讓各種報紙甚至是實體公文「自己」走到該去的地方呢XD
延伸閱讀：
參考資料：
資料來源：Origami robot made almost entirely of printable parts folds itself up, crawls away [PHYS.ORG, August 7, 2014]
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