Bir araştırmacı ekibi, düz bir ızgaradan istenen herhangi bir 3 boyutlu yapıya kadar uzanan yeni bir malzeme oluşturmak için Japon kağıt sanatı formu olan kirigami’den ilham aldı.
bir l varçok zayıf matematik ve sanat arasında. Görünüşe göre aynı şey malzeme bilimi ve kağıt sanatı için de söylenebilir.
MIT araştırmacılarından oluşan bir ekip tarafından geliştirilen düz, kiremit desenli ızgara, ilk bakışta sıra dışı bir şey gibi görünmüyor.
Ancak sadece küçük bir ip çekbir taraftan dışarı çıkıyor, böylece ızgara hızla… yani, şeye dönüşüyor herhangi bir üç boyutlu yapı bunun için tasarlandı.
Kirigami olarak bilinen Japon kağıt sanatı tekniğinden ilham alan yeni malzeme, taşınabilir tıbbi cihazlardan katlanabilir robotlara kadar etkileyici bir uygulama yelpazesine sahip olabilir. modüler uzay habitatları Mars’ta.
Yeni materyal bir konferansta sunuldu. madde yakın zamanda dergide yayınlandı Grafiklerde ACM İşlemleri.
Yeni malzemeyi oluşturmak için ekip, sağlanan 3 boyutlu yapıyı aşağıdakilerden oluşan düz bir ızgaraya dönüştüren bir algoritma geliştirdi. dörtgen fayans. Süreç, sanatçıların pratik yapma şeklini taklit ediyor kirigami (Japonca’da “kağıt kesmek”) özel kesimler yapın “kodlamak” veya malzeme benzersiz özelliklere sahip.
Akib Zaman/MIT
Bir ipin basit bir çekilmesiyle 3 boyutlu bir şekil oluşturulur
Uygulanan spesifik mekanizma şu şekilde bilinir: yardımcı mekanizmayani öyle bir yapı ki gerildiğinde kalınlaşırancak sıkıştırıldığında daha incedir, çalışmanın yazarlarını bir makalede açıklayın. MİT Haberleri.
Daha sonra, algoritma “optimum halat yolunu” hesaplar Sürtünmeyi en aza indirmek ve yüzey boyunca kaldırma noktalarını birleştirmek için ızgara tek bir hafif çekmeyle istenen 3 boyutlu şekli alır.
“Tahrik mekanizmasının tamamının basitliği, yaklaşımımızın gerçek bir avantajıdır” diye açıklıyor. Akib ZamanMIT’de çalışmanın baş yazarı ve doktora öğrencisi. “Tek yapmamız gereken tasarımımızı ve algoritmamızı girmek gerisini otomatik olarak halleder”.
Birkaç simülasyondan sonra ekip nihayet yöntemi birkaç tasarımın tasarımına uyguladı. gerçek nesneler, ateller veya duruş düzelticiler gibi tıbbi aletler ve iglo benzeri yapılar dahil.
Ayrıca algoritma “üretim yöntemi konusunda agnostik”, bu yüzden araştırmacılar başvurdu lazer kesim kontrplak kutular oluşturmak için tamamen katlanır sandalyeinsan ölçeğinde ve gerçek bir sandalye olarak kullanıldığında bir kişinin ağırlığını taşıyabilen bir yapıydı.
Çalışmanın yazarları şunu belirtiyor: “mühendislik zorlukları Daha büyük mimari yapılar söz konusu olduğunda ölçeğe özgü”. Ancak yeni, kullanımı kolay ve nispeten uygun fiyatlı bir yöntem olduğu için ekip artık heyecanla araştırıyor. bu engelleri aşmanın yolları — aynı tekniği kullanarak daha küçük yapıların inşasının yanı sıra.
Zaman, “Umarım insanlar bu yöntemi çok çeşitli, farklı, katlanabilir yapılar oluşturmak için kullanabilirler” diye bitiriyor.
Ancak ekip burada durmayacak ve şimdiden bir kendiliğinden açılmaBöylece yapıların bir insan veya robot tarafından etkinleştirilmesine gerek kalmıyor.