研究結果發表在《美國國家科學院院刊》上。
軟機器人和超材料需要複雜的機械響應，需要使用多種材料，但建造這些類型的結構可能是一個挑戰，有這麼多材料可供選擇，而确定适合特定功能的最佳材料組合為研究人員提供了大量數據以供處理。張的團隊着眼于設計具有快速硬化、大規模變形屈曲、多相穩定性和持久力平台等規定特性的宏觀結構。新的數字合成過程生成了具有最佳幾何特征的結構，這些結構由滿足規定功能的最佳材料組成。
研究人員最終得到了由兩種不同的聚二甲基矽氧烷（PDMS）彈性體制成的模型裝置，這種彈性體的基本幾何形狀非常像一隻青蛙或一個由三隻青蛙組成的家族的腿，每隻具有不同的幾何形狀，這兩種PDMS彈性體以不同的排列方式使用，其功能非常類似于生物肌肉和骨骼。
非常值得注意的是，我們的發現與生物學和進化自然産生的東西非常一緻，例如，當我們要求算法開發一種具有更快僵硬反應的設備時，它會在我們的機械青蛙身上産生更大的‘肌肉’反應，就像自然界中可能發生的那樣。
張說，這項工作的總體優勢在于其可持續性特征。她說：“我們設計了可重複使用和完全可回收的耗能器，這符合當今對有利于環境的可持續設備的需求。這些設備不是一次性使用的設備。我們使用純彈性材料設計它們，允許我們多次重複使用它們。”
研究人員表示，他們的數字合成技術将增加可編程超材料的範圍，這些超材料可以處理複雜的、以前不可能的機械響應，特别是在軟機器人和生物醫學設備領域。
