24 °C

Създадоха надуваеми оригами конструкции, които не спихват

През 2016 г. надуваема арка направи хаос на велосипедното състезание на Тур дьо Франс, когато се спука и падна върху велосипедист, събори го и забави състезанието, докато  изчистят пътя. Длъжностните лица обвиниха своенравната катарама на минаващ зрител за срутването на арката, но истинският виновник беше физиката.

Днешните надуваеми конструкции, използвани за всичко - от полеви болници до спортни комплекси, са моностабилни, което означава, че се нуждаят от постоянно налягане, за да поддържат в напомпано състояние. Без това налягане конструкцията се връща в единствената си стабилна форма - плоска.

Но какво би било, ако тези структури имаха повече от едно стабилно състояние? Ако арката беше също толкова стабилнa, когато е напомпана, колкото и когато е плоска на земята?

Сега изследователите от Харвардското училище по инженерство и приложни науки Джон Полсън (SEAS) са разработили бистабилни надуваеми конструкции, вдъхновени от оригами.

Изследването е публикувано в Nature.

"Това изследване осигурява директен път за ново поколение здрави, мащабни надуваеми системи, които се фиксират на място след разгръщане и не изискват непрекъснато налягане", каза Катя Бертолди, професор по приложна механика на Уилям и Ами Куан в SEAS и старши автор на статията.

Вдъхновен от оригами и като използва геометрия, изследователският екип разработва триъгълни градивни елементи, които могат да изскачат или да се сгъват плоски и да се комбинират в различни конфигурации, за да изграждат затворени, мултистабилни форми.

"Разчитаме на геометрията на тези строителни блокове, а не на характеристиките на материала, което означава, че можем да направим тези строителни блокове от почти всякакви материали, включително евтини материали, които могат да се рециклират", казва Бенджамин Горисен, сътрудник в Наука за материалите и машиностроене в SEAS и съавтор на статията.

Пренасяйки идеята в реалния свят, изследователите са проектирали и изградили надуваема палатка с размери 2,40 на 1,20 метра от дебели пластмасови листове.

Те биха могли да бъдат част от реагирането при извънредни ситуации в зоната на бедствие, казва Дейвид Меланкон, доктор по медицина, съавтор на статията. "Те могат да бъдат подредени плоски върху камион и ви е необходим само един източник на налягане, за да ги надуете. След като се надуят, можете да премахнете източника на налягане и да се преместите на следващата палатка."

Заслонът може да бъде вдигнат от един или двама души, за разлика от дузината, необходими за разполагане на днешните военно-полеви болници.

Градивните елементи на тези оригами структури могат да бъдат смесени и съчетани, за да се създаде структура с всякаква форма или размер. Изследователите са построили редица други конструкции, включително арка или структура в стил пагода. Изследователите също така са проектирали форми с повече от две стабилни форми. И това е цяла вселена за дизайнерски решения за мащабни надуваеми конструкции, които могат да се сгънат плоски и да поддържат своята разгърната форма, без риск от катастрофално разрушаване, казва Чък Хоберман, преподавател по инженерство Пиърс Андерсън в Висшето училище по дизайн и съавтор на статията. Изследователите смята, че тези конструкции имат важни приложения, не само тук на Земята, но потенциално като местообитания за изследване на Луната или Марс.“

More information: Multistable inflatable origami structures at the metre scale, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03407-4

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 13.05.2021

Хороскоп за Овен

Овен
Не мислете за нищо, което ви натоварва и избягвайте хора, които ви създават притеснения. Посветете деня си на приятни занимания, за да се разтоварите от стреса. Направите ли го, ще имате спокоен ден в компанията на обичани хора. Други от вас ще се подготвят за гости от далече или сами ще пътуват.
13 май 2021

Хороскоп за Телец

Телец
Днес ще берете плодовете на усилията от последните дни. Може да възникнат непредвидени ситуации,но с вродената си интелигентност и находчивост ще се справите с лекота. Вземете инициативата в свои ръце, за да сте сигурни, че ще изкарате една чудесна вечер.
13 май 2021

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Днес сте изпълнени с енергия и желание за действие. Захващате се последователно с какво ли не, но успявате да го свършите по-най добрия начин. Затова ви съветвам да използвате момента и да изберете нещо наистина важно за професионалното ви развитие. Ще срещнете съпричастност и доброта, което е добър знак.
13 май 2021

Хороскоп за Рак

Рак
Имате конкретни планове за този ден и сте твърдо решени да ги свършите, особено ако вече сте били възпрепятствани да го сторите. Добре ще е ако работите съвместно с други хора, които могат да ви бъдат полезни с ценни идеи и съвети. На ваш близък му предстои пътуване, ще ви се наложи да отделите време и за него. Добри финансови постъпления.
13 май 2021

Хороскоп за Лъв

Лъв
Чувствате се объркани и се лутате ту в една ту в друга посока. Внимавайте ласкателствата на приближен човек да не ви подведат към необмислени действия. Спокойно можете да избягате от светската суета сред семейството си, което ще ви утеши с непринудеността си.
13 май 2021

Хороскоп за Дева

Дева
Днес заложете на умението си да общувате. Ще ви донесе възможности за изява на талантите и подготвеността ви. Наред с добрите новини обърнете внимание на здравето си, което може да ви създаде проблеми. Притеснения са възможни и по линия на по-възрастните родители или близки хора.
13 май 2021

Хороскоп за Везни

Везни
Доверието, с което се ползвате сред колегите си ще благоприятства участието ви в общ проект. Старанието ви е забелязано и в крайна сметка ще се отрази положително на финансите ви. Ще получите предложения, които с времето ще задълбочите в нови позиции. Може би трябва да се ориентирате в тази посока.
13 май 2021

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Прибягвате до изпитани методи, за да постигнете целите си. Нека обаче това не става за сметка на някой, от чиято помощ скоро може да имате нужда. Опитайте се да бъдете в крак с времето, дори ако трябва да пренебрегнете ваши стари прийоми.
13 май 2021

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ако работата ви днес е свързана с контакти, бъдете сигурни, че ще успеете да свършите всичко точно така, както сте го планирали. Радвате се на подкрепата на близките си, които ще ви бъдат от полза със съвети по всяко време. Отношенията ви с любимия човек зависят в огромна степен от вас.
13 май 2021

Хороскоп за Козирог

Козирог
Финансовите ви постъпления днес ще ви позволят да си отдъхнете. Разчитайте на приятелите си в евентуален труден за вас момент. Събират ви се доста предизвикателства, но са напълно във възможностите ви. При работа с валута бъдете внимателни. За някои от вас - пътуване в чужбина, или ще сте привлечени от някой, който се връща от там.
13 май 2021

Хороскоп за Водолей

Водолей
Днес сте творчески настроени и съсредоточени в работата си. Сигурни сте в това, което правите и това проличава в добре свършената ви работа. Не се колебайте да използвате познанствата си относно разрешението на сериозен професионален въпрос.
13 май 2021

Хороскоп за Риби

Риби
С професионалният си подход към служебен проблем ще създадете нужната организация и условия за благоприятното му решаване. Не подценявайте качествата и на партньорите си, работете за общите си интереси и живейте в мир със себе си. Не бъдете мнителни, или поне не го показвайте.
13 май 2021
Последни новини