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Tradizionalmente l’origami implica la creazione di strutture di carta estremamente delicate, ma i principi alla base di questa forma d’arte potrebbero presto essere adattati per aiutare a superare situazioni di costruzione difficili. Questa è la teoria alla base di una nuova serie di componenti pieghevoli progettati da un team di professori di ingegneria dell’Università del Michigan. Una volta aperti e assemblati utilizzando cerniere e serrature, i pezzi dei ricercatori si combinano per diventare strutture modulari estremamente robuste. Data l’impressionante durabilità e l’economia spaziale del loro design, le nuove costruzioni ispirate agli origami potrebbero essere dispiegate in zone disastrate naturali o persino nello spazio.
I collaboratori hanno dettagliato il loro lavoro in un nuovo studio pubblicato il 15 marzo in Comunicazioni sulla natura. Sebbene nei primi test i creatori abbiano utilizzato telai in fibra di legno a media densità insieme a cerniere in alluminio e meccanismi di bloccaggio, ritengono che materiali come plastica, vetro rivestito o metallo potrebbero funzionare tutti nelle iterazioni future.
In un esempio di laboratorio, gli ingegneri hanno utilizzato un singolo metro quadrato di pezzi triangolari ripetuti di pannelli di fibra e cerniere metalliche simili a reticoli. Nonostante il peso complessivo fosse appena 16 libbre, le parti potevano combinarsi in una colonna alta 3,3 piedi in grado di sostenere oltre 2 tonnellate di peso. In un altro scenario, le parti di un origami pari a un cubo largo 1,6 piedi potrebbero dispiegarsi e assemblarsi in più strutture, come una “fermata dell’autobus alta 6,5 piedi”, una colonna di edificio verticale alta 13 piedi o simili… ponte pedonale di dimensioni ridotte.
Per realizzare il miglioramento della progettazione costruttiva, gli ingegneri si sono resi conto che l’uniformità batteva i rinforzi selettivi.
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Mentre altri ingegneri in passato tentavano di ispessire strategicamente alcune regioni dei loro materiali da costruzione origami, i ricercatori hanno creato i loro componenti con uno spessore standardizzato per consentire carichi di peso distribuiti in modo più uniforme. Il risultato, il sistema MUTOIS (Modular and Uniformly Thick Origami-Inspired Structure), non solo risolve questo annoso problema di distribuzione dello stress, ma consente un’immensa personalizzazione a seconda delle esigenze dell’utente, come dimensioni, scopo e materiali.
Alcune parti possono essere completamente solide o contenere aperture parziali all’interno della struttura triangolare ripetuta. Il ponte pedonale, ad esempio, utilizzava pannelli solidi per la base insieme a pannelli con tralicci su entrambi i lati per un “efficiente trasporto del carico”, secondo il documento del team. Questi moduli consentono inoltre di sostituire e riparare singoli pezzi secondo necessità.
Il sistema MUTOIS attualmente si basa su connettori semplici invece che su design più specializzati e ad aggancio automatico. In quanto tali, le strutture richiedono che le persone costruiscano manualmente i progetti previsti, invece dell’assemblaggio assistito da robot o in fabbrica. Detto questo, tuttavia, il team ritiene che ulteriori ricerche potrebbero continuare ad espandere la potenziale utilità del sistema MUTOIS per aiutare a costruire “sistemi aerospaziali, habitat extraterrestri, robotica, dispositivi meccanici e altro ancora”.
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