«Простота всего механизма приведения в действие является реальным преимуществом нашего подхода», — сказал Акиб Заман, аспирант факультета электротехники и информатики MIT и ведущий автор научной статьи. «Пользователю нужно только предоставить желаемый дизайн, а затем наш метод оптимизирует его таким образом, что структура сохраняет форму после всего лишь одного натяжения струны».
От киригами к сложным структурам
Исследовательская группа, в которую входят аспирант MIT Жаклин Асларус, постдок Цзяцзи Ли, доцент Стефани Мюллер и ассистент профессора Мина Конакович Лукович, черпала вдохновение из киригами — древнего японского искусства вырезания из бумаги. Их алгоритм разбивает конструкции на четырёхугольные плитки, соединённые вращающимися шарнирами, создавая ауксетический механизм — структуру, которая становится толще при растяжении и тоньше при сжатии.
Система рассчитывает минимальное количество точек подъёма, необходимых для полного раскрытия структуры, а затем определяет оптимальный путь струны, который минимизирует трение. Метод работает в различных масштабах — от крошечных медицинских устройств, таких как шины и корректоры осанки, до мебели человеческого масштаба и архитектурных конструкций.
По данным MIT News, исследователи изготовили несколько прототипов, включая раскладной стул человеческого масштаба и переносную конструкцию в форме иглу. Конструкции могут изготавливаться с использованием 3D-печати, фрезерования с ЧПУ или методов литья, с гибкими материалами для шарниров и жёсткими материалами для других компонентов.
Применение в ликвидации последствий стихийных бедствий и освоении космоса
Эта технология может обеспечить быстрое развертывание временных полевых госпиталей в местах стихийных бедствий, таких как цунами, где быстрое медицинское реагирование имеет решающее значение для спасения жизней. Плоская конфигурация способствует более эффективному хранению и транспортировке при снижении затрат.
Помимо экстренного реагирования, этот метод может создавать складных роботов, способных складываться для проникновения в замкнутые пространства, или модульные космические жилища, которые роботы могли бы развернуть на Марсе. Исследователи отметили, что их масштабно-независимый подход может производить крошечные развертываемые объекты для использования внутри человеческого тела или архитектурные каркасы, развертываемые на месте с помощью кранов.
Команда планирует исследовать механизмы саморазвертывания, которые не потребуют человеческой или роботизированной помощи для натягивания шнура, а также инженерные задачи для архитектурных применений. Исследование было частично профинансировано наградой Комитета поддержки исследований MIT и опубликовано в ACM Transactions on Graphics.
PDF on ACM page
Новостной сайт массачусетского технологического института
Оригинал страницы размещения https://dl.acm.org/doi/10.1145/3763357 — прямая страница ACM Transactions on Graphics с полным PDF, цитатами (GOST, RIS, BibTeX) и DOI 10.1145/3763357.
Colab-ссылка предоставляет только фрагмент (абстракт, заголовок "One String to Pull Them All"), без полного доступа, но с теми же ACM-метками.
Комментариев нет:
Отправить комментарий