美國洛杉磯藝術(shù)家Behnaz Farahi利用3D打印和攝像頭，設(shè)計出的一種智能衣服Caress of the Gaze（意為凝視的愛撫），該衣服能識別他人目光，并作出收縮和起伏延展的反應(yīng)，吸引了很多人的興趣。最近，這位藝術(shù)家在開源硬件熱站 Instructables詳細披露了她是如何使用形狀記憶合金（SMA）致動器創(chuàng)建這件奇妙作品的。

　　從外觀上看，這件Caress of the Gaze是一件很漂亮、時尚的3D打印披肩，給人以一襲羽毛的感覺。而就是這種組成其表面紋理的羽毛狀結(jié)構(gòu)能夠檢測到路人的目標(biāo)，應(yīng)相應(yīng)地做出反饋。

　　而Farahi在Instructables上寫的這個教程，就是要展示如何用使用SMA來創(chuàng)建這種具有知覺的動態(tài)3D打印部件，不過Farahi稱，她的方便并不限于制作服裝，在其它對象如建筑、以及工業(yè)級對象上也可以使用這一技術(shù)和方法。

　　此外，F(xiàn)arahi原來的Caress of the Gaze是用價值百萬的多材料3D打印機Objet Connex500打印出來的，但是她指出使用任何桌面3D打印機和PLA材料也可以實現(xiàn)類似的功能。

　　除此之外，SMA在這里被當(dāng)成了一個致動器來使用。因為它的特性就是在受到熱刺激之后會改變形狀回到其最初的狀態(tài)。

　　另外，為了創(chuàng)建這樣一種動態(tài)的3D打印對象，F(xiàn)arahi強調(diào)了解拉脹結(jié)構(gòu)（auxetic structures）也很重要，就是為了打造這樣一個結(jié)構(gòu)，她才動用了SMA和3D打印技術(shù)。簡單地說拉脹的結(jié)構(gòu)具有一種不尋常的力學(xué)行為，當(dāng)它拉伸時，其組成材料會在垂直方向上變厚。它的這種行為是由于其材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。

　　而為了使材料“活過來”，F(xiàn)arahi不得不將其與嵌入的SMA結(jié)合在一起，，聚在一起后 3D 打印技術(shù)結(jié)合這兩種脹的結(jié)構(gòu)。

　　Farahi之所以使用多材料3D打印技術(shù)，是因為這種技術(shù)可以在一個打印對象中復(fù)合具有不同彈性和密度的材料。在實際制作中她選擇使用軟性材料，如Tango black+來制作關(guān)節(jié)，而更為剛性的材料如Vero White來制作其他部分，以便于最終對象的收縮和擴展。

　　當(dāng)3D打印的原型制作出來之后，F(xiàn)arahi就開始對其進行反復(fù)實驗并且觀察其SMA致動器的各種力學(xué)行為。她指出使用SMA是一項很有挑戰(zhàn)性的工作，正如她在Instructables頁面中介紹的那樣：“設(shè)計由SMA細線組合的動態(tài)系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)之一就是，它是與那種你可以控制其運動和位置的伺服電機完全不同，你對它的運動控制得更少。精確地SMA位置控制實際上是有可能的，但并不那么容易，個中原因在于SMA細線的冷卻或加熱速率并不是均等的。

　　下一步，F(xiàn)arahi列出了三種設(shè)計基于SMA材料的結(jié)構(gòu)的方法，其中包括使用重量和重心；使一種偏置彈簧將SMA推入擴展的狀態(tài)；以及通過借助材料特性等。對于她自己的項目，F(xiàn)arahi選擇了借助材料特性的方法。在制作Caress of the Gaze的時候，她在3D打印結(jié)構(gòu)的不同材料結(jié)點之間放置了SMA驅(qū)動器，這就意味著當(dāng)被激活時，結(jié)合了PLA材料屬性和拉脹結(jié)構(gòu)的對象可以進行似乎有機而安靜的運動。

　　Farahi同時也提醒注意不要在SMA致動器上焊任何東西，并建議使用卷曲的管子來實現(xiàn)電線與關(guān)節(jié)之間的各種聯(lián)系。

　　這件作品在設(shè)計方面也有很多可圈可點之處，F(xiàn)arahi說，她的靈感來自動物皮膚、羽毛以及鱗片等。Farahi使用的是Rhinoceros軟件中的Grasshopper 進行的開發(fā)設(shè)計。