构建可变形的大规模表面结构：TensionFab的设计与实现

本研究（TensionFab）提出了一种方法，使用二维平面模块来构建可变形的房间规模表面结构。通过将薄木板或 Plywood 切割成形状，然后在关节处连接这些模块，形成类似张力激活的三维形态。这种结构的特点是易于实现目标表面、可变形状、时间和材料节省，并且对结构力学和设计原理进行了详细阐述。此外，还开发了一款辅助设计工具，帮助用户根据目标形状自动生成设计。通过评估设计结果以验证形状和结构性能，最后提出了 TensionFab 在空间设计和结构组织上的应用潜力。本文为HCI领域的房间规模交互研究领域提供了新的探索方向。

问题发现

在现有的 HCI 研究中，很多关注点都集中在传统矩形房间的互动环境上，而忽视了空间设计中非立方体房间的魅力。此外，创造可变形、易于组装和拆卸的大型结构对无工程经验的人来说仍然具有挑战性。

解决方案

研究团队提出了一种使用激光切割或CNC路由器进行二维加工，并采用轻质薄木板材料的方法来制作模块。这些平面材料被切割成形状，然后在关节处连接，形成可变形的3D物体。为了帮助用户设计和构建这种结构，他们开发了一个基于Grasshopper插件的Rhino软件工具，该工具支持用户输入目标形状并自动生成设计。

结果

通过实验和模拟验证了TensionFab方法的有效性。首先，模块在不同的关节级别下展示了不同的变形效果，并且具有足够的强度。其次，对组合后的模块结构进行了负载测试，结果显示它们能承受自身重量几倍的载荷。最后，在软件模拟中构建的大型 pavilion 结构也表现出了良好的性能。这些结果表明TensionFab是一种高效的空间设计和组织策略，为HCI领域的进一步研究提供了方向。