概要：MoMA(纽约现代艺术博物馆)“设计与弹性思维”展览会以新视角展示了运动控制和机电一体化技术的成就。
关键词：仿生技术 气动人工肌肉 激光烧结技术
博物馆似乎不是能够看到领先的运动控制和机电一体化系统运行的地方，但设计这些系统的工程师们可能已经察觉到，这些背后由科学技术驱动运转的最佳创造正在融入一丝艺术美感。所以，想到一场博物馆展览能以新视角来展示运动控制系统并不是一件很难的事情，这种新视角马上就会让人耳熟能详并且能够为工程行业带来一股清新之风。
最近位于纽约的现代艺术博物馆就刚刚举办了这样一场展览。这场被称作“设计与弹性思维”（http://designnews.com.cn/0808-559.aspx）的展览，探索的是该博物馆馆长Paola Antonelli所描述的“科学与设计之间的互惠关系”。“该展览涉及了当科学家和工程师出现设计错误时会出现的状况，”她说。当然反过来说也是一样。
她在展览会上摆满了200多件物品和陈列品，这些展品重点突出了她所
谓的“突破性技术或具有突破性潜力的技术”，意味着它们能够为人类行为或社会带来巨大变革。该展览已经于上个月结束，但仍然可以在线观看;展览根据展品大小、功能和制造灵感分成若干技术组别。比如，这次纳米技术就受到了重点关注;还有3-D打印技术;还有环保设计。一些最让观众感兴趣的展品在其机械设计方面具有生物激励(仿生)和有机设计等特点。“大自然是以明智、经济、优雅的方式来创造东西的。”Antonelli说。
复杂的运动控制系统，尤其是含有机电一体化技术的系统，会横跨好几种这样的展览组别。
仿生鳐鱼
博物馆的观众有机会看到了由Festo公司开发的两只机电一体化“仿生动物”。这两只动物是一条游泳水鳐鱼(Aqua Ray)与一条飞翔空中鳐鱼(Air Ray)，它们的第一次面世是在2007年的汉诺威工业博览会上，所以对DESIGN NEWS 的读者来说并不陌生。但是，Antonelli说，她之所以选择展出这两件物品，意在重点揭示：大自然不仅启发人们设计了其外形，而且同时也启发人们设计了其推进系统。
空中鳐鱼采用的是费斯托公司的气动人工肌肉（fluidic muscles）（http://designnews.com.cn/0808-560.aspx），这种肌肉被用作气缸和其他执行机构。这些执行机构包括一个由芳族聚酸胺纤维增强的人造橡胶管，当注入一股压缩空气或液体时它们会快速收缩并施加拉力。Antonelli说，其动力学效果与生物肌肉接近。与自然肌肉一样，一旦变短，这些仿生学肌肉的力量就会衰减。
但是用于实现这个拉力的初始力量和初始速度可能会很大。费斯托公司企业设计中心Elias Knubben所开发的人工肌肉，在被充入6 bar的压力时能够施加6000牛顿的力。它们也能够以高达100Hz的频率快速做出响应。由于比相应的气动作动器小25%，它们占用的空间也相对较小。
在水鳐鱼中，气动人工肌肉成对分布在相对的位置上，运作时模仿真实蝠鲼(世界上最大的鳐鱼)翅翼的推进拍动方式。这种水鳐鱼系统采用一个小型叶轮泵来为气动人工肌肉施压，用Spectra软索作为“肌腱”把压力从人工肌肉传递到翅翼上。55毫米的肌腱行程能够转化成大于550毫米的垂直翼振幅。
水鳐鱼的飞行兄弟——充氦空中鳐鱼借用的也是蝠鲼的推进方式。但是，空中鳐鱼“翅膀”的运动是由一个小型的Torcman伺服电机驱动的。
灵动结构
另一个广泛利用运动控制的展品是由Hoberman Assoc协会的Chuck Hoberman与其下属共同创造的建筑陈列品。这种由不锈钢和铝制造的突现表面结构能够形成建筑物的外表，其形状可以随着环境状况的变化而变化，或者在建筑物内部和外部世界之间创建一个可变化的“过滤器”。
这种地板到天花板的结构包含7个“茎”，也就是7个相距3英尺的立柱。其中每一根柱子都承担三个或四个能够通过四栅平衡连接动作进行扩展或者收缩的板条状单元。一位电动工程师Hoberman公司的技术总监Ziggy Drozdowski说：“这些单元作为一个直纹面移动。它们随着连接处‘控制臂’的拱形而依次变化。”
这种单元结构，是为展览而制造的，但也可以根据建筑比例进行缩放。它具有24轴运动结构，所有轴都是由Quicksilv