Resumen:
Probablemente hayas visto una esfera de Hoberman: una red dinámica de varillas articuladas que pueden colapsar o expandirse con solo un poco de fuerza manual. Inspirándose en el antiguo arte japonés del origami y el corte de papel, un equipo de investigación de la Universidad de Harvard en Estados Unidos y la Universidad de Tokio en Japón desarrolló una serie de estructuras expandibles.
Son similares a las bolas de Hobermann, también conectadas mediante varillas y juntas de tijera. Los investigadores lo llaman una "superficie de tijera plegable y una red compuesta plana", pero podría ser más genial y más fácil de escribir si se llama "Hobegami".
En este estudio, una red compuesta plana en forma de toro se puede plegar en un cilindro. "El origami muestra cómo los pliegues codifican la forma, y el kirigami muestra cómo los cortes liberan movimiento y dan función a la estructura", dijo el autor principal Lakshmi Narayanan Mahadevan, profesor de matemáticas aplicadas, biología orgánica y física en la Universidad de Harvard. "Este estudio presenta una complementariedad. Pregunta: ¿Qué se puede lograr cuando los bloques de construcción básicos ya no sean pliegues o cortes, sino conexiones? ”
Para objetos, herramientas, estructuras y vehículos, la capacidad de plegado es una característica de diseño valiosa cuando el volumen, no solo la masa, es el factor limitante. Ya sea que esté volando un submarino, un avión de carga o una nave espacial para reabastecer la estación espacial, si puede soportar los costos de combustible del peso adicional, entonces, en lugar de reducir la cantidad de artículos que lleva y elegir artículos no plegables, puede cargar más muebles plegables, cascos, implantes quirúrgicos, hábitats, cubesats, trajes espaciales, toros de vuelo y alas voladoras, reduciendo así la cantidad de transportes costosos y riesgosos.
Para hacer de la capacidad de plegado una característica central del diseño de objetos, el equipo de Toyonaga ideó un algoritmo de diseño analítico que puede construir gradualmente superficies de tijera complejas. Toyonaga explica: "La forma general se puede entender a través de reglas puramente locales, que pueden dar forma a la estructura completa basándose en una serie de decisiones geométricas simples".
Este enfoque "bloque por bloque" consiste en construir junta por junta para ser precisos, comenzando desde una sola conexión y trabajando hacia arriba para construir el todo, en lugar de comenzar desde la forma completa y luego trabajar hacia atrás para derivar las juntas discretas dentro de ella. Todo el proceso requiere sólo unos pocos parámetros de diseño.
Utilizando este método, el equipo de Toyonaga, junto con Colter J. Decker y Robert J. Wood de la Universidad de Harvard, y Seri Nishimoto y Tomohiro Tate de la Universidad de Tokio, diseñaron y fabricaron estructuras en una variedad de formas, incluidas espirales, toros y estructuras de "caja de huevos".
Es posible que estas estructuras dinámicas no coincidan del todo con las imponentes descripciones del artículo del equipo de investigación, pero la red compuesta plana de Harvard tiene otra ventaja adicional que no se menciona en el artículo: la estética. Con sus elegantes formas geométricas, estas estructuras "Hobegami" pueden inspirar a más diseñadores a incorporar la capacidad de plegado en los diseños de productos. Después de todo, ¿quién elegiría un artículo estático si pudiera elegir un producto que cambia dinámicamente de forma, como una versión de baja tecnología de Transformers, en lugar de una caja, silla, mesa, tienda de campaña u otro artículo utilitario?
Comentarios