在凱特琳·米勒副教授的帶領(lǐng)下，研究人員首先從馬薩諸塞州薩默維爾的一群被砍伐的樹木中收集了廢木材?？茖W(xué)家對樹干或大樹枝一分為二的Y 形分叉特別感興趣。通常，這些部件會被簡單地丟棄或燒毀。

穆勒說：“樹枝是自然設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)連接，作為樹木的懸臂，這意味著它們由于其內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)而有可能非常有效地傳遞力?！?“如果你從中間砍下一根樹枝，你會看到一個令人難以置信的纖維網(wǎng)絡(luò)，它們交織在一起，在樹上形成這些通常是三維的負(fù)載轉(zhuǎn)移點(diǎn)。我們開始使用3D 打印做同樣的事情，但是我們離自然的要求還差得很遠(yuǎn)。”

一旦科學(xué)家收集了大量樹枝，他們就開始對每個樹枝進(jìn)行3D 掃描，然后將其數(shù)字模型添加到數(shù)據(jù)庫中。使用所謂的“匈牙利算法”，可以確定數(shù)據(jù)庫中的哪些分支最能滿足特定Y 形節(jié)點(diǎn)的承載要求（其中兩塊直材料聚集在一起以支撐負(fù)載）特定的人造結(jié)構(gòu)。

該系統(tǒng)還可以反向工作，展示如何改變結(jié)構(gòu)的其他方面，以利用特定節(jié)點(diǎn)的特定樹枝。

在該過程的下一步中，使用另一種算法來引導(dǎo)機(jī)器人切割選定的樹枝，以便它們能夠最好地適應(yīng)并承受各自節(jié)點(diǎn)位置的負(fù)載。最后，計(jì)算機(jī)模型指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)完成組裝過程，顯示哪些分支對應(yīng)哪些節(jié)點(diǎn)。

雖然我們可能還需要一段時(shí)間才能看到使用這項(xiàng)技術(shù)建造的實(shí)際建筑，但穆勒和他的同事確實(shí)建造了一個概念驗(yàn)證的木制雕塑，并在麻省理工學(xué)院校園內(nèi)展出。由于他們的研究因大流行而推遲，該作品仍在進(jìn)行中——目前包括12 個樹枝節(jié)點(diǎn)，但最終應(yīng)包括大約40 個。然后它將安裝在薩默維爾市，捐贈的樹木曾經(jīng)生長在那里。