行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
具適應力之活動摺版構造概念設計 研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 98-2218-E-011-011-
執 行 期 間 ： 98 年 09 月 01 日至 99 年 05 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學建築系
計 畫 主 持 人 ： 施宣光 共 同 主 持 人 ： 楊錦懷
計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：陳逸倩 碩士班研究生-兼任助理人員：陳志明 碩士班研究生-兼任助理人員：廖建翔 大專生-兼任助理人員：許升榕
博士班研究生-兼任助理人員：黃致傑
處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 99 年 08 月 31 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ■ 成 果 報 告
□期中進度報告
具適應力之活動摺版構造概念設計
計畫類別：■個別型計畫 □整合型計畫 計畫編號：NSC 98-2218-E-011-011
執行期間： 98 年 9 月 1 日至 99 年 5 月 30 日 執行機構及系所：
計畫主持人：施宣光 共同主持人：楊錦懷
計畫參與人員：黃致傑、陳逸倩、陳志明、廖建翔、許升榕
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：■精簡報告 □完整報告
本計畫除繳交成果報告外，另頇繳交以下出國心得報告：
□赴國外出差或研習心得報告
□赴大陸地區出差或研習心得報告
□出席國際學術會議心得報告
□國際合作研究計畫國外研究報告
處理方式：除列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
中 華 民 國 99 年 08 月 31 日
摘 要
本研究從摺版構造設計出發，提出可變動之構造系統設計，並賦予各構造單元環境感知與資訊處理 能力，與其他構造單元進行溝通，進而產生形態、單元結合關係或者材質上的變化。在研究中以設計 實作與文獻案例探討了解摺版構造的可能性，確認以此構造系統作為本研究概念設計之構造基礎為適 當的選擇，藉此計畫結合營建技術與建築設計團隊，設計出能夠感受到陽光、雨水、溫度，或者經由 風力、物品以及人的移動產生的振動與應力，而在形態上或材質組成上有所回應以達到更佳的適應狀 態的可動摺版構造設計。
ABSTRACT
Considering the discrepancies between buildings and living forms, we decide to initiate the research by conceptual designs having structures that are composed of folded plates. In addition, the structures are integrated with sensors and information processing units so that they will react to the environment and users near the structure. In the pilot study, we have designed prototypes to test the construction and function of such folding structures and are confident that such kinds of structure can serve our needs for making forms that are able to adapt to the environment and users. Multi-disciplinary teams are organized for the project to carry out the design of adaptive folding structure.
研究背景與目的
每一棟建築物都是針對特定地點與特定需求的條件而設計，在傳統的設計理念下，建築師必頇於 設計階段預期建築物在其漫長的生命周期中可能面對的自然環境與使用需求的變易，以充分的容受度 為標準進行設計與建造。建築物對於環境與使用需求變異的回應方式，是以更高的安全係數，更大的 空間使用彈性來回應。自然界的生物處於高度競爭的生態條件下必頇保持最佳效能以維持生存，往往 能藉由改變自身的形式構造來適應環境特定條件與非預期的變動。例如植物能夠因應日夜與季節的差 異而在形態與構造上產生變異，而動物的毛皮、新陳代謝以及活動模式也能夠因應時序與環境的變異。
在普及運算（Ubiquitous Computing）的理念下，資訊科技（感測、運算、網路、通訊等科技）被整合 到生活中的每一角落，讓隱藏在環境中的資訊處理單元提供感知、運算與回應的能力(Atkin，1998)。
智慧建築的發展朝向重新定義人與建築物之間的互動關係，能主動探知使用者在各種情境下的需求 (Norman， 2007)，進而協調空間中的人、設備、建築構造以及外部環境之間的關係，讓環境能以友善、
方便、舒適的方式與使用者的協同運作，創造更優質更有效率的生活環境。(Romeroet al.， 2008)科學 的發展讓我們期許新世代建築能像生物一樣，可以因應環境與需求變動而產生形態上的變化。若是能 適當應用目前日趨成熟之資訊、光電與先進材料等科技，應能讓上述概念發展成為實質可行的設計。
在普及運算的理念下，每一個構造元件都可以具備環境感知與資訊處理能力，能根據環境的刺激決定 回應方式，並彼此協調產生突顯之整體行為。
具適應力之摺版構造的概念設計
二十世紀的建築大師柯比意（Le Corbusier, 1977/1997）指出，住宅為滿足使用者生活需求的機器。
二十一世紀的現今，建築物可以成為具生命形式的有機體，與其使用者成為共生系統，在變易的環境 中維持平衡穩定。在此構想下，建築構造能反映日常運作中的各種處境，主動的調適自然環境、人與 構造之間的關係，而不再只是一成不變的控制或自動化行為。然而以生物類比於建築也有許多不當之
處，本計畫提出其中三項重要的差異，如何克服此差異成為本計畫研究設計的切入方向。
1. 構成生物組織的主要物質往往是柔軟而強韌，比起建築物剛硬的材料而言，較容易對環境刺激 產生回應，也比較不會在回應過程中產生斷裂破損。剛硬的材料能夠形成精確而穩定的結構，其行為 也容易估算預測，柔韌的構造其形態難以掌控，而行為往往超乎預期。
2. 生物的構造仰賴高效率的新陳代謝系統不斷修護汰舊。例如哺乳類的皮膚乃是以層疊的死去細胞形 成表層的保護，並藉由內層細胞不斷再生與死亡來補充耗損；指甲由根部持續生長，替換已經老舊磨 損的指尖。與生物截然不同的是，建築物大多以堅固耐久來回應耗損，力求降低平日維護需求。然而 一旦需要修建，往往工程浩大而影響到其使用功能。
3. 大多數的生物與建築構件的尺度有很大的差異。形態相同但尺度不同的物體，其結構強度與自重的 比例差異極大。例如一個各方向尺寸都放大n 倍的圓柱體，其自重變成n3 倍，然而截面積僅放大n2 倍，
而長度則變為n 倍。因此同造型但尺度放大的物體在承受自重與同比例的外力時將大大增加其彎折與 挫曲的可能性。
針對上述的差異，本計畫提出下列項目作為發展概念設計的目標，藉以探討具適應力的建築構造的可 能構造形式。
1. 使用適合在建築物使用之現有或者已知的先進材料，設計出能具有柔韌度的構造，在變中不致造成 斷裂損壞。此外，該構造的整體造型與結構必頇能夠預測，甚至估算。
2. 所設計的構造必頇能藉由局部單元的修補替換，在不影響其結構與使用性的前提下，能夠進行持續 漸進式的修護。
3. 所設計的構造必頇充分考量其材料、組合方式與尺度之間的關係，了解其在尺度上的限制，並試圖 突破限制增加其在建築物上使用的可能性。
4. 所設計的構造可以對其組成單元構件進行局部控制而產生整體形態的改變。
需的造型與結構行為。
概念設計方案
摺紙構造能夠變形成多樣化，在於紙張可以彎曲變形，並具備某種程度的彈性可以在變形後回復。
而在摺版的設計上運用不同的材料，則針對材料的不同能產生不同的行為特性。本研究在材料的選擇 上嘗試了許多不同的種類，一開始
用木頭密迪板，連接處用鉸鏈接合，但利用木頭本身的自重太大，而且鉸鏈需要鎖很多螺絲，施工上 比較麻煩。此外因為摺版間沒有桿件固定，所以此摺版可摺疊，卻不容易定型 (見下圖 1)。接下來，
利用不鏽鋼鐵絲，彎折成摺版外框加以焊接，而框與框之間以鐵絲纏繞連接，此模型的施工較複雜，
而製作方式比較無法應用在建築實際層面(如下圖 2)。
圖 1 圖 2
以下兩圖是利用壓克力製做摺版，圖 3 為壓克力加不鏽鋼鉸鏈，做成摺版形式，壓克力材質可使 本身的自重變輕並有一定的彈性，然比起木板較易變形且容易因外力而脆裂。而圖 4 為一個實作的摺 版原型，作為測試記憶合金彈簧的收縮用。為四邊形的框，框中有很多圓洞，以固定鉸接以及連接桿
件，邊緣以一長條的鉸接去銜接，中間的桿件以記憶合金彈黃與壓縮彈簧固定，此種方式需要很多手 工、人力以及很多時間去完成。
圖 3 圖 4
後來嘗試利用電路板(如下圖 5)，或是壓克力板背後以塑膠布固定，塑膠布可以代替鉸鏈的功能，
而達到可以自由前後彎折的目的。唯必頇要保留適當的縫隙在板子間，最好的寬度為板子厚度的兩倍。
利用電路板原來的用意是讓其成為可回應、可互動的構造，卻發現電路板採用多種材料組成之黏合片 的材質，內含豐富的纖維，用在摺版的設計具有良好的彈性與韌性。
下圖 6 的材料是厚瓦楞紙板，連接材質為透明膠帶，以膠帶連接的方式本來為雙面都先黏好山線 的部份，等其全部連接好，再沿著折好的形狀雙面谷線的部份，此為施工縫隙最小的方式。但為施工 方便，瓦楞紙板間可留紙板厚度兩倍的寬度。此材料好處為施工方便、自重小，但是不防水、耐久度 弱。
圖 5 圖 6
(四)結合其他驅動素材
除了摺版設計以外，將摺版結合其他材料，使摺版能與環境或人產生回應，為我們努力的目標，
而要產生實際的動有很多種方式，如馬達運轉、熱脹冷縮、氣壓、油壓桿件……等，其所需的能源除 了主要的電能，還有利用環境力或熱能，在此設計中，除了將利用本團隊較熟悉的記憶合金彈簧結合 電流外，也試圖利用熱能或環境的擾動發展可適應摺版設計的可能性。
摺版設計案例探討 摺版教堂
以下為一個教堂的設計，主要的發想為上帝之眼，教堂的平面為一個抽象的眼睛意象，並以螺旋 旋轉的感覺代表永恆。而螺旋的部份為一由一樓通往到二樓的禮拜堂空間的長緩坡，因此，利用蛇腹 蛇的角度控制曲率的特性，設計一個環狀曲面為教堂的立面。
發展過程
動線規劃為由一樓很長的緩坡通往到二樓的禮拜堂空間。因此，利用蛇腹蛇的角度控制曲率的特 性，設計一個完全由同一個形狀的四邊形所構成的人字形蛇覆摺曲面。從一樓延伸到二樓，圍繞在長 廊外圍，使此摺版構造成為教堂最外的立面，也是整個教堂的視覺重點所在。而此摺版構造以鋼框做 為結構，外皮披以沖孔板，局部批覆草皮、植栽做為植生牆。以一個四邊形為一個單位，愈接近基座 則植生牆愈密集，當人們從室外走進禮拜堂，經過長廊會感覺到陽光灑落，光線折射的變化。
結論心得
以往做自由曲面的方式，也許是用金屬也許是用 RC，需把曲面分割成很多片，每一片都不同。而 以蛇覆摺的形式呈現此螺旋形曲面，即使只用相同的四邊形，只要控制其角度，也能得到一個正確的 螺旋狀曲面，而每一片展開的角度， 所形成的曲面，經過適度的計算，模型模擬，也能用鋼接的方式 完成。當然此設計只是概念設計，但此立面要真正被實行，絕對有機會。
圖 8
圖 7
圖 9 圖 10
圖 11 教堂透視圖 圖 12 教堂彩現立面圖
圖 13 模型的摺板 cad 圖
上圖 13 為此螺旋曲面的 cad 圖，此圖清楚地表現出形成此蛇覆摺的形狀，並且標示出角度為 47°
及 36°,而套用公式 47×2-36×2=22，所以每彎一摺在α角為 0 時，為彎折 18°，一共有 24 個排，22°×（24/2）
＝264°,故當此蛇覆摺摺至最緊密時，為 264°，此時再調整其α角，便能符合長廊的曲面。
圖 14 內部長廊模擬 圖 15 摺板細節模擬
(三)烺花
本設計企圖把此資訊流與電子訊息的概念具象化。利用摺版結構角度形成的曲率，使整個摺版結 構如波浪般起伏。而一折折的板子為浪花，並結合投影時間流技術，創造一個真實與虛擬結合的互動 光牆，讓光流動在摺版上，流動在校園空間中。
發展過程
烺花的摺版設計預想為一個波浪的曲面，所以在曲率的設計上，必頇先設計三個相同曲率的曲面。
而轉折處以平行四邊形去連接，第一個跟第三個曲面曲率方向完全相同，而第二個曲率與其他兩個一 樣但方向卻相反，所以排列順序也不一樣(如圖 16)。而每個弧的最大曲率為（55°×2-40°×2）×（12/2）
＝ 180°。
這是第一次把摺版結構作成一比一尺寸的設計，所遭遇到的挑戰很大。一開始計畫利用的材料為 PC 中空板，接合處利用繫帶，但中空板特性無法利用雷射切割機切割。然用 CNC 或手切割，會無法 在規定的時間內完成作品。因此我們決定更改成壓克力。壓克力設計上分為霧面及透明兩種，霧面容 易投影，透明增加層次感。為了使壓克力不在頂點被撞斷，頂點尖角改成圓角(如圖 17、18)。而繫帶 雖能連接起摺版，但卻無法讓摺版順利的收縮展開，並且不夠穩固，因此在連接上改用鉸鏈。绞鏈用 螺絲鎖在壓克力片與片之間，以山線與谷線區分绞鏈之前後，谷線的部分绞鏈在前，山線的部分绞鏈 在後，待螺絲都鎖好後，在慢慢將摺版從平面上摺起，就如摺紙般。
摺版在室內先組裝好，再運送到基地去架起，因為摺版可摺疊，所以在運送過程很容易，而架設 好後的摺版，感覺量體龐大壯觀。
結論心得
此設計在很短時間內完成很龐大的作品，因其摺版可摺疊、可預鑄的特性，製作過程中可以不用
吹風淋雨。但也遇到很多挑戰，學到很多經驗，例如在摺版的架設上，我們以鋼索去掛設、固定摺版，
而摺版的波浪則以高高低低的鋼索去調整。此方式雖可行但為較不理想的方式，不耐風吹雨打，而且 曲率跟弧度也會跟預期中有落差。若於摺版之間加上桿件去調整展開角度，則此摺版即能定形站立。
此為我一直想試，卻一直沒機會也沒時間去試驗的方式。壓克力彈性佳，在折疊過程能容許輕微的變 形彎曲，但較為脆弱，容易因外力的碰撞而損壞，也許跟其厚度也有關連。
此外在投影上，一開始我們設定的是人與聲波的互動，但是場地在室外，外界干繞因子太多，所 以效果並不明顯。所以我們改用固定的投影，其效果不錯。而我們也意外發現，延著多個切面的曲面 行走，並於曲面的後面投影，會發現時間流的光隨著人移動，此為光線的折射所給人，光隨著人走的
錯覺。
圖 16 烺花 cad 圖
圖 17 摺版單元設計圖一 圖 18 摺版單元設計圖二
圖 19 烺花模型一 圖 20 烺花模型二
圖 21 烺花白天景象 圖 22 烺花夜景
(四)摺版蒙古包-後數位游牧
根據流浪漢的庇護所設計概念為發想，想到流浪漢們平常睡在地下道或公共場所都用紙箱當庇護 所，以遮風避雨，保護隱私。而這些流浪漢之家往往是晚上睡覺時間出現，白天一天亮就會收的乾乾 淨淨。我們也不知道這些流浪漢的家當到底是藏在哪，但可肯定的是這些家當一定很好收納吧!所以，
當我們在想這個設計時，第一個想到的是可以被摺疊收納，還要舒適寬敞、經濟、輕量、好施工。綜 合以上幾點，我們設計了一個菱形蛇腹摺的蒙古包。圓形是同樣的材料所能圍出最大的面積的形狀，
而蛇腹摺只要設計好角度就能以同樣的單元控制曲率，因此只要用不斷重複的三角形去連接，就能成 為可被摺疊收納的蒙古包。而材料上我們同樣選擇做紙箱用的瓦楞紙板，去模擬流浪漢之家的感覺。
此外，材料用三角形拼接而成，很適合流浪漢隨手撿來的零碎紙箱去拼接。
發展過程
設計一開始就決定利用瓦楞紙板。為了能讓使用者隨手取得，又能防風，因此我們決定銜接材料 用日常隨處可見的膠帶。而後開始設計蒙古包的造型，一開始做的小模型，我們本來想用人字型的蛇 腹摺，然考慮到下雨時，水可能會累積在谷線的摺痕當中。所以圖案的設計改為菱形蛇腹摺，因此切 了許多重複的三角形，用膠帶黏貼雙面的邊緣與邊緣間以銜接。為了讓棋山線谷線能自由地變換及順 利地摺疊，片與片之間留有空隙，空隙的部份全部以膠帶貼密，以防止風灌進去。而完成大的蒙古包 之後，為了防水，我們又試了其他材料利用塑膠瓦楞板加鏡面紙，做了一個小的蒙古包。
在角度的運算則是大蒙古包 14°×2×4＝112°，小蒙古包則為 14°×2×3＝84°，所需最基本摺數簡單 的算法為 360°÷28°/2≒26。
結論心得
因為以往設計曲面都用電腦精密的運算切割，而這個設計，只用了簡單的數學分析加上重複的單 元排列。這幾個簡單的手法，再加上膠帶的雙面黏貼，即能形成摺版蒙古包，故將其命名為後數位游 牧。
但因為要留自由度的原因，只能在摺版間留空隙。也因為有空隙，反而形成意想不到的效果。從 裡面看外面的過透過空隙傳進來(如圖 25)，而若在裡面打光則光會從空隙中透出，形成奇幻的效果(如 圖 26)。
在材質上，除了用瓦楞紙板做。為了能防水，也嘗試做了一個塑膠瓦楞紙加鏡面紙的摺版，作法 與紙板的版本一樣。這兩個摺版都能以自身屋頂的結構互靠而站立。其做法為將所有單元摺版全部組 裝好，成為一條摺疊起來的長條，可帶著走，到達目的地再將其展開成為一個蒙古包。但因其摺數太 多，又無固定的桿件，若只一人去展開，容易導致摺版散開，不容易架設。因此，若於頂段的部分，
加上可拆卸、可調整的控制桿件，也許會比較容易被架設。此外其接觸地面的摺版，無桿件去支撐與 地面接觸面，故比較容易打滑而散開。於摺版上拉線懸掛輔助或是以輔助桿件或板子支撐，會使整個
結構更穩固。
圖 23 大蒙古包 cad 展開圖 圖 24 小型蒙古包 cad 展開圖
圖 25 蒙古包內部的景象 圖 26 蒙古包內放燈的效果
三、可適應式折板設計案例探討 (一)可回應摺版
人體中的神經細胞的表面帶有一些受體分子，通常是些大蛋白質分子。不同的受體會被不同的訊 號刺激而活化。活化指的是受體分子因為接受到刺激而產生了本身分子結構上的變化。這種變化會影 響細胞內的一些負責訊息傳遞的分子，引發一連串的生化反應。信號經過這一連串的分子傳遞下去，
最後引起細胞膜上的一些離子通道的打開或關閉，影響了離子的進出，而造成膜電位的變化。膜電位 的變化再沿著樹突、細胞體、軸突的方向傳遞，最後在突觸引起神經傳導物質的釋放。放出的神經傳 導物質則再激化下一個神經細胞的受體，產生一連串的反應，訊號就如此傳遞著。
而此互動結構就仿自神經細胞傳遞的原理，當手觸壓於上之某點，則此點帶動感壓裝置的感測。
感壓裝置感受到壓力的變化，當壓力的數值變大時，電流會傳導促使摺版結構的單元收縮。因此當觸 擊此構造的某點，此點會產生電流，電流因電位差的緣故，會傳導到鄰近的各區域。而電流到達一定 值，會促使摺版單元收縮。所以不但觸壓此構造上頂點時，構造會收縮。當頂點的電流傳導到鄰近的
區域，而使鄰近區域的電流值到達一定量時，則不需觸壓其他點，其他的摺版單元也會自動收縮。此 構造靠著類似神經細胞的資訊傳導，使其在被觸碰時，達到不規則的收縮運動，並產生連鎖效應，且 收縮運動會隨著電流傳導的消耗而漸弱。舉例而言，就如漣漪般，當一滴水滴到水中,會產生一圈圈的 漣漪，不斷往外擴散，並隨之漸弱。然當停止碰觸某點後，感測裝置會放鬆，並停止供應電流，電流 的傳導便漸漸減弱，而被收縮的結構也會慢慢的放鬆，直至回復原狀。
若此結構為一面牆，則此牆面會隨著人們的觸動而產生像生物般不規則的收縮變形，被人觸壓處 會變形，而鄰近的區域也會因電流傳導而變形。停止觸壓後便會慢慢回復。
發展過程
此概念設計主要是應用摺版可收縮變形的結構特性，並加入互動裝置讓其可與環境或人回應。此 回應式摺板設計的手法，為將電路板設計為規劃好的摺版形狀，一片片釘於一塊塑膠布上，使其結合 成一大片可被變形收縮的摺版。唯塑膠布容易被本身的重力攤平，故每片之間需以桿件固定以形成蛇 腹摺狀，彈簧即為很好的固定桿件，除了固定外，有很好的伸縮彈性讓此摺版能變形。而鎳鈦合金彈 簧除了有彈性基本的特性外，還有可被溫度記憶的特性，隨著溫度的改變而被收縮或拉張，因此在此 設計記憶合金為主要的驅動變形裝置。
要讓此摺板與人產生互動，在其電路上主要的原理為，利用人體的導電性。當人們碰觸到電路板，
因為人體接地，使得電路版的電位差改變。電流傳導遇到電阻產生熱，熱使得記憶合金收縮，記憶合 金縮小帶動摺板的變形。而為了能讓大家清楚感受到電流的變化，在電路板上裝設了 LED 燈，當手觸 碰於上則燈會亮。
此外，在摺版外型上的設計，一開始計畫設計一個互動的牆面，但因規模太大，而展示的場地有 所限制，因此只做出局部。電路板設計四片為一個活動的單元(如圖 27)，此設計做了三十個單元。為 了讓其有牆面的感覺，形成的蛇腹摺不能為曲面，故每片褶版設計皆為 45 度角的平行四邊形(如圖 28)，
形成了一個未有彎曲角度的蛇腹摺。
本設計以摺版能被收縮變形的特性，加入電路的設計，並讓此種構造能與人產生互動。在製作過 程中覺得電路板可能會因為反覆變形，而變得脆弱斷裂，然電路板做為摺版的構件，卻比意料中地堅 固很多。主要原因在於電路板是由很多纖維組成，其內包含金屬、陶瓷、塑膠等多種元素的物質，因 此強度很夠又兼有彈性且輕，反而成為這幾個設計中，所實驗出最好的摺版材料。
但此概念設計目前除了與人互動並變形，並無很實質的功能。就其未來性希望其利用很小的電量，
去驅使一個桿件產生有意義地變動，如記憶合金，並產生有意義的功能，將其運用在建築立面或是建 築屋頂上。例如，也許結合在太陽能板上，讓太陽能板利用微量的電流或熱能所產生的改變，有效率 地去追蹤陽光的角度。或是利用太陽能產生的熱能讓其變動摺版的角度，以達到遮陽的目的。或是將 其利用於防火上，運用記憶合金遇熱變形與摺版可收縮變形的特性，讓逃生的時間延長或是更方便逃 生…….等。
圖 27 圖 28
電路板與摺版結合的設計 摺版的形狀設計
圖 29 可回應摺版細部 圖 30 擺放於展覽會場
動態氣氛燈
由材料的觀點看待遍佈式運算（ubiquitous computing），新的設計材料可以由：形狀變形物質
（shape-changing polymer），參數設計（parametric design），電子紡織（e-textiles），感測器網絡（sensor network）發展出動態（kinetic）互動
的機會。燈為生活情境中重要的元素，燈罩的特質絕對性的影響投射出的氣氛。為了讓燈具的氣氛更 多元，本案提出一能動態改變結構造型的燈罩。發展出一整合了運算與材質的組織結構。動態氣氛燈
能在空間中帶來律動的氣氛，與空間使用者的生活 模式互動。創造更舒適，浪漫的空間氣氛。
設計說明
發展一有造型潛力的構造系統,由材料的彈性與記憶合金彈簧，產生不同張力與壓力變化的造型組合，
開發一結合環境感測，燈泡發熱，記憶合金驅動的運動機構。
其運動機構能感測環境資訊，利用燈泡熱能帶動記憶合金，並驅動燈罩構造改變照明方式，以及燈罩 造型和空氣流動，增加生活情境的互動機會，下為使用情境圖。
圖 31 使用情境圖
結論
就其蛇覆摺的特點與根據設計所得的結果，在此提出關於本研究的下列幾點看法，分別為其發展 性、限制性及未來願景：
一.發展性
從以上結果與案例，可歸納以蛇覆摺的方式設計曲面，只要透過適當的角度與形狀排列，以簡單 的三角函數加以測量運算，就能得到理想中的曲面。然要具有可摺疊性的、可伸縮性，就必頇要加入 鉸接。為了要能固定蛇覆摺曲面的形狀，需於摺版單元間加入桿件，若此桿件能夠收縮以調整長度，
於施作上更方便。當我們算出每個單元間所需桿件的長度，則不需做出每個長短不一的桿件，而是將 桿件一一先裝上摺板間，再一一調整即可。根據此方式所發展之蛇覆摺，則符合了以下幾個特性：
(一)、單ㄧ性：
利用單ㄧ的元件，或是簡單的幾種元件，不斷地重複排列，能讓原本簡單的形式轉變成為複雜的 曲面構造。
(二)、可摺疊性：
摺版與摺版間利用鉸接的方式，使摺版間有活動的自由度。能仿造蛇腹摺伸縮的方式，沿著山線 與谷線的地方，摺疊和伸縮成較緊密的結構，並縮小體積以利於收納。
(三)、可預鑄性：
蛇腹摺元件為不斷重複性的，並可被收縮摺疊，故能於工廠直接組裝並折疊好，再運送至工地現場 展開架設，省卻在現場組裝的時間。
(四)、可替換性：
摺版為很多個小單元構成形成的完整蛇腹摺結構，而整個結構能藉由局部單元的修補替換，在不 影響其結構與使用性的前下，進行持續漸進式的修護。
二.限制性
(一)、室外的環境因素影響的測試：
當摺版為鉸接的狀態下，能否經歷室外環境的風吹雨淋，而堅固依舊，在本研究中無法得到確切 的答案。因為目前所做一比一的模型測試，摺版與摺版間並未加桿件予以固定。且因自重的因素考量，
所用的材料也較為輕量，結果當然無法抵抗室外環境的風吹雨淋。但若加入桿件予以測試，也許能抵
抗室外風吹雨淋等環境因素也未可知。
(二)、適當的鉸接：
本研究在嘗試鉸接的方式過程中，利用鉸接方式幾乎都是鑽洞再鎖螺絲，以方便其破損時可替換。
但結果發現於摺版上鑽洞，摺版容易於鑽洞處開始破損，若採用不鑽洞的方式則較無此問題，但又不 能用矽膠或環氧樹脂黏死，此為兩難。所以最適當的鉸接方式要能被替換，又不能鑽洞破壞，仍待開 發。
(三)、接縫問題：
在鉸接使用上有一個問題，就是不管大還是小一定會有縫隙，如此用於建築圍封或屋頂上，所產 生的問題就是無法防水，如此就必需於其上再加上一層薄膜以防水。
三.未來願景
本研究主要為探討蛇腹摺具單一性、可摺疊性、可替換性、可預鑄性…..等特性，並加入動能讓其 能與環境或人產生回應，並將其運用在空間設計上。
儘管本研究目前一些問題需要去克服，但就蛇覆摺運用在空間設計上依舊是潛力無窮。例如在室 內的隔間設計，此蛇覆摺結構能為室內空間帶來視覺上豐富的效果，再加上燈光的變化，於室內空間 形成了風格獨特又兼具功能性的牆面。而其可伸縮、可摺疊的結構，不僅增加了空間利用的彈性，又 可用於需常被移動的臨時空間、場所。而在構法上，其單一化的特性，可利用最基本的元件去組成各 種曲面造型，過程簡單，構件單純。加上可摺疊的特性，可於甲地被生產組裝，再運送到乙地架設，
因此可被大量量產化，並節省現場施工工時。
而利用以上特性加上可驅動的桿件，讓其能與環境或人有意義的互動，能為建築物帶來更多不同 的可能性，也讓建築物能“動”得更聰明。此外，也能運用在建築的立面，及建築物的曲面上，也許 不是最省材料的結構，但絕對是最經濟的結構
參考文獻
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Tachi, T., “Simulation of Rigid Origami”, The University of Tokyo,(2009).
無研發成果推廣資料
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：施宣光 計畫編號：98-2218-E-011-011- 計畫名稱：具適應力之活動摺版構造概念設計
量化
成果項目 實際已達成
數（被接受 或已發表）
預期總達成 數(含實際已
達成數)
本計畫實 際貢獻百
分比
單位
備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...
等） 期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 1 0 100%
研討會論文 0 0 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100%
申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元 碩士生 4 0 100%
博士生 1 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國內
參與計畫人力
（本國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 0 0 100%
研討會論文 0 0 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100%
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國外
參與計畫人力
（外國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
其他成果
(
無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)計畫成果設計的原型在新一代設計展中以實品展出，目前將以此成果和九典建 築師事務所洽談產學合作方案並撰寫計畫書中，希望能以此為基礎進一步發展。
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0
國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性） 、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。
1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估
■達成目標
□未達成目標（請說明，以 100 字為限）
□實驗失敗
□因故實驗中斷
□其他原因 說明：
2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：
論文：□已發表 ■未發表之文稿 □撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 ■無
技轉：□已技轉 ■洽談中 □無 其他：（以 100 字為限）
研究成果目前與九典建築師事務所洽談進一步的產學合作方案，希望能夠將計畫成果應用 到實際的建築設計方案。
3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）
本研究成果可以應用在建築或者室內空間與展場設計，也可以用在一般生活用品與裝置 上，例如燈飾與家具。但由於計畫成果所製作之原型使用大量的電腦晶片與記憶合金作為 個別摺版處理輸入與輸出訊號，以及驅動之用，在成本與實際維護的考量上尚無法達到普 遍應用的水準，在考量技術移轉與市場需求的前提下，目前還不宜以此原型申請專利，有 待進一步尋求更經濟有效的解決方案。目前與九典建築師事務所洽談產學合作方案，希望 能將研究成果實際應用這建築設計方案中。
