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木材正在成為一種越來(lái)越流行的建筑材料，但木材主要是從長(zhǎng)而直的樹(shù)干上采伐的。 為了減少浪費(fèi)，麻省理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法，也可以利用樹(shù)木的承重連接處。

在副教授Caitlin Mueller的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員首先從馬薩諸塞州薩默維爾市的一組已經(jīng)被砍伐的樹(shù)木中收集了一些廢舊木材?？茖W(xué)家們對(duì)樹(shù)干或大樹(shù)枝一分為二的Y形分叉處特別感興趣。通常情況下，這些部分只是被丟棄或被燒掉。

一旦科學(xué)家們收集了大量的樹(shù)杈，他們就開(kāi)始對(duì)每個(gè)樹(shù)杈進(jìn)行3D掃描，然后將其數(shù)字模型添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用所謂的“匈牙利算法”，隨后可以確定該數(shù)據(jù)庫(kù)中的哪些樹(shù)杈最能滿足特定的Y形節(jié)點(diǎn)的承重要求--在該節(jié)點(diǎn)上，兩塊直的材料結(jié)合在一起以支撐一個(gè)負(fù)載--在一個(gè)特定的人造結(jié)構(gòu)中。

該系統(tǒng)也可以反向工作，顯示結(jié)構(gòu)的其他方面應(yīng)該如何改變，以利用特定節(jié)點(diǎn)的特定樹(shù)杈。在這個(gè)過(guò)程的下一步，另一種算法被用來(lái)指導(dǎo)機(jī)器人切割選定的樹(shù)杈，因此它們能夠最好地適應(yīng)和承擔(dān)各自節(jié)點(diǎn)位置的負(fù)載。最后，一個(gè)計(jì)算機(jī)模型指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)完成了裝配過(guò)程，顯示了哪些樹(shù)杈是為哪些節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備的。盡管我們看到使用該技術(shù)建造的實(shí)際建筑可能還需要一段時(shí)間，但Mueller和他的同事確實(shí)建造了一個(gè)概念驗(yàn)證的木質(zhì)雕塑，并在麻省理工學(xué)院校園內(nèi)展出。由于他們的研究工作被大流行耽擱了，這個(gè)作品仍然是一個(gè)進(jìn)展中的作品--它目前包括12個(gè)樹(shù)杈節(jié)點(diǎn)，但最終應(yīng)該包括大約40個(gè)。然后，它將被安裝在薩默維爾市，在捐贈(zèng)的樹(shù)木曾經(jīng)生長(zhǎng)的地方。

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關(guān)鍵詞： 承重結(jié)構(gòu)