Podczas badań, prowadzonych w ostatniej dekadzie w SEAS (School of Engineering and Applied Sciences) na Uniwersytecie Harvarda, naukowcy poświęcili dużo uwagi technikom tradycyjnego, japońskiego rękodzielnictwa, takim jak origami i kirigami.
Jak wyjaśnia prof. Mahadevan z Soft Math Lab, origami uczy nas programowania struktur przestrzennych poprzez linie gięcia płaszczyzny. Z kolei metodą kirigami, podobny efekt uzyskiwany jest za pomocą nacinania powierzchni. Wykształcone w ten sposób podejście konstrukcyjne zakłada oparcie własności strukturalnych wyrobów nie tylko na samych materiałach inżynierskich, lecz także na geometrii, warunkującej całe złożenie.
Przykładem formy geometrycznej, nadającej się do kodowania kształtu rozkładanych struktur przestrzennych jest tzw. pantografowa struktura lattice, oparta na prostym mechanizmie nożycowym. Ruchome wiązania typu nożycowego stanowią węzły, których wzajemne sprzęgnięcie determinuje transformację całej geometrii wyrobu.
Inżynierowie z SEAS opracowali analityczny algorytm konstrukcyjny, umożliwiający rozwój struktur przestrzennych w oparciu o sieciowane zestawy wiązań nożycowych. Dzięki temu, całość rozkładanej i składanej struktury przestrzennej może zostać zakodowana za pomocą niewielkiej liczby parametrów. Możliwości takiej metody sprawdzono na przykładzie toroidalnych i helikalnych struktur przestrzennych, rozkładanych z prostych wiązek powiązanych z odcinków drukowanego w 3D materiału.
seas.harvard.edu
N. Toyonaga, S. Nishimoto, C.J. Decker, R.J. Wood, T. Tachi, & L. Mahadevan: Collapsible scissored surfaces, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (25) e2605221123, 2026
