四十年前的旧专利，如今有望成为机器人的变形骨骼
2026年05月10日 17:15
1985 年，“创新设计基金”（Innovative Design Fund）在《科学美国人》杂志上登了一则广告：悬赏最高 1 万美元，征集纺织品、家居和服装领域的巧妙原型。当时在宝丽来（Polaroid）公司担任电气工程师的William Freeman 看到了这则广告。他现在是 MIT 的一名教授。
他交出了一份略带“异想天开”色彩的方案： 一种三面拉链。
它并非为了拉合衣物，而是像一种状态开关，能让帐篷、椅子或手提包在柔软折叠与坚硬挺括之间自由切换。这个设计的截面呈三角形，三条边各有一条串着窄木齿的带子。一个特制的滑块沿装置推动时，会将三条带子锁紧，合拢成一根坚固的三角柱。
可惜的是，基金最终没有采纳这个方案，但 Freeman 并未气馁。他为原型申请了专利（美国专利号 US 4,757,577，1988 年授权），将手工样品收进车库，心想或许某天能用上。
这一收，就是将近四十年。
直到 2024 年前后，MIT 计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的研究团队在探索“可调刚度”材料时，从这个项目获得了灵感。 所谓可调刚度，是指物体能根据需求在柔软易折与坚硬承重之间动态转换。 当时的解决方案各有短板：充气结构需持续供气，折纸机构组装繁琐，颗粒堵塞依赖外接泵管，相变材料又受限于热力学响应速度。
Freeman 的三面拉链构思虽因当年的加工限制无法量产，却恰好契合了如今 3D 打印与参数化设计的技术土壤。团队以此为灵感，开发出名为 “Y-zipper” 的新型结构与自动化设计工具。从横截面看，三条柔软的带子呈 Y 字形分叉，合拢后便是一根坚实的三棱柱。