Оригами помогает создавать материалы завтрашнего дня

Метаматериалы на основе оригами и киригами находят применение от робототехники до медицинских устройств. Каким образом связаны новые технологии и древнее искусство складывания фигурок из бумаги?

Оригами помогает создавать материалы завтрашнего дня

Оригами, искусство складывания бумаги и киригами, искусство вырезания из бумаги, в последние годы приобрели популярность среди исследователей, создающих механические метаматериалы. Складывание и резка двухмерных тонкопленочных материалов превращает их в сложные трехмерные структуры и формы с уникальными и программируемыми механическими свойствами.

В обзоре прикладной физики, опубликованном AIP Publishing, исследователи из США и Китая классифицируют механические метаматериалы на основе оригами и киригами. Искусственно созданные материалы с необычными механическими свойствами разделили на шесть групп на основе двух разных критериев.

По словам ученых, фигурки оригами и киригами, по своей природе, являются механическими метаматериалами, потому что их свойства в основном определяются тем, как создаются рисунки складок и/или разрезов, и лишь немного зависит от исходного материала, из которого складывается оригами или кирагами.

Оригами помогает создавать материалы завтрашнего дня
Категории механических метаматериалов на основе оригами и киригами.

Исследователи разделили механические метаматериалы на три категории, которые включают метаматериалы на основе оригами (только складывание), метаматериалы на основе киригами (только вырезание) и гибридные метаматериалы оригами-киригами (как складывание, так и резка). Гибридные метаматериалы оригами-киригами, в частности, предлагают большой потенциал в изменении формы.

Каждая группа была подразделена на жесткую или деформируемую категорию на основе свойств упругой энергии. Метаматериалы считались жесткими, если энергия накапливалась только в складках или связях. Метаматериалы относились к категории деформируемых, если энергия накапливалась как в складках, так и в связях и панелях.

Исследователи хотят открыть для себя новые конструкции оригами и киригами, особенно изогнутые конструкции оригами, гибридные конструкции оригами и киригами, модульные конструкции и иерархические конструкции.

Они планируют сосредоточиться на выборе новых базовых материалов для механических метаматериалов на основе оригами и киригами. Традиционно бумага используется для прототипов метаматериалов, но есть ограничения, основанные на хрупкости и пластичности бумаги. При разработке для реальных приложений будет полезно изучить материалы с различными свойствами, такими как толщина, мягкость и пластичность.

Они хотят использовать энергетический ландшафт и распределение энергии как два мощных инструмента для анализа механических характеристик оригами и киригами и будут стремиться тщательно разработать метод срабатывания механических метаматериалов на основе оригами и киригами. Потенциально, все новые материалы могут получить широкое применение как в области создания медицинских устройств, так и в робототехнике.

Читайте также

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

В Казахстане кошек с камерами и ИИ отправили искать пропавших питомцев

В Казахстане кошек с камерами и ИИ отправили искать пропавших питомцев

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

NASA показало марсианский рассвет: Curiosity снял горные хребты на склонах горы Шарп

NASA показало марсианский рассвет: Curiosity снял горные хребты на склонах горы Шарп

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет