尽管现在的3D打印还没有被大范围的运用，但4D资料渐渐的变成了继3D打印之后未来的首要研讨方向。据国外新闻媒体报道，麻省理工学院的科学家们运用4D资料技能制造了一种变构成人脸的变形资料。
据介绍，所谓的“4D资料”是采用了相同的制造技能，但规划成跟着时刻的推移而变形，以应对环境的改动，如湿度和温度，也被称为自动折纸或形状变形体系。麻省理工学院的科学家们成功地发明出了扁平结构，这种结构能够转变成比曾经杂乱得多的结构，包含人脸。他们上一年秋天在《美国国家科学院院刊》上宣布了他们的研讨结果。
麻省理工学院机械工程师温姆范里斯（Wim van Rees）是PNAS论文的合著者，他规划了一种理论办法，将薄平板变成更杂乱的形状，比方球体、圆顶或人脸。他的方针是从一个咱们想要完成的杂乱的三维形状开端，比方一张人脸，然后是怎么编程一种资料，让它到达意图。他以为这是一个逆向规划问题。
麻省理工学院的科学家们运用4D资料技能制造了一种变构成人脸的变形资料
但他开始的模仿是针对一个理想化的资料片，它的胀大或缩短程度没有边界，并且大多数实在国际的资料都有约束。
实际上，这是一个“双曲率”问题，最早由19世纪数学家卡尔 弗里德里希 高斯（Carl Friedrich Gauss）描绘。Gauss在1828年提出了他的“Therema-Egregium”（明显定理），以为只需丈量曲面的视点和间隔就能够确认曲面的曲率，这在某种程度上预示着曲面曲率在曲折时不会改动，比方说，折叠一片甘旨的比萨饼，由于折叠使比萨饼在垂直于折叠的方向上愈加坚固。这也是瓦楞纸箱强度背面的隐秘，也是科学家们为什么能够发现世界是平的。
但有一点必需求分外留意：曲面不能拉伸、缩短或撕裂，这在测验将平板变形为具有不同高斯曲率的杂乱形状时会构成问题。范里斯把他面对的应战比作试图用礼品包装足球。因而，为了包裹足球，你有必要在纸的旁边面和底部折皱；纸有必要在所有适宜的当地拉伸或缩短。
为了处理这样的一个问题，van Rees和他的搭档决议运用网格状的晶格结构，而不是在初始模仿中建模的接连薄板。他们用一种橡胶资料制成晶格，这种资料在温度升高时会胀大。晶格中的空隙使资料更简单习惯其表面积的特别大的改动。麻省理工学院的研讨小组运用高斯的图画创建了一个虚拟图，显示出要将平面重新配置成一张脸，需求曲折多少。然后他们规划了一种算法，将其转化为网格中肋骨的正确形式。
他们规划的肋骨在网板上以不同的速度成长，每一根肋骨都能曲折到足以构成鼻子或眼窝的形状。印刷格子在热烘箱中固化，然后在盐水浴中冷却至室温。然后，它变成了人的脸。研讨小组还制造了一个含有导电液态金属的晶格，这种金属转变为有源天线，其共振频率跟着变形而改动。
这种变形资料有一天或许被用来制造帐子，只需改动温度（或其他环境条件），帐子就能够自行打开和充气。其他潜在用处包含可变形望远镜镜头、支架、人工安排支架和软机器人。
范里斯表明，他想把它融入到一种机器人水母中，比方说，当把它放入水中时，它会改动形状来游水。假如你能够把它作为一个执行器，就像一个人工肌肉，执行器能够是恣意的形状，转换成另一个恣意的形状。然后你就进入了一个全新的软机器人规划范畴。
