Новый класс механизмов получил название «развертываемые», от развертываемых поверхностей или материалов, которые могут принимать трехмерные формы из плоских, без растяжений или разрывов, как лист бумаги или металла. Их особенность заключается в расширении потенциала изогнутых поверхностей.
Эти поверхности находятся на изогнутой части (как, например, руки костюма Железного Человека) и могут трансформироваться или изменяться при развертывании для выполнения уникальных функций. Когда они не используются, они могут легко складываться обратно на поверхность конструкции.
Открытие позволит создавать компактные комплексные механизмы, встраиваемые в поверхности для выполнения сложных задач. По словам инженеров, сейчас это является очень важным, поскольку медицина, космическая и военная отрасли постоянно работают над тем, чтобы получить дополнительные возможности в меньшем пространстве устройств.
Развертываемые механизмы можно использовать для создания транспортных средств, которые смогут полностью скрывать часть внешних элементов, колес, выпускающих при необходимости «когти», пуленепробиваемых барьеров для полицейских и многого другого. Прежде такие устройства можно было увидеть только в фильмах, но наука постепенно догоняет научную фантастику.
Создание сверхкомпактных механизмов становится все более важным, поскольку производители в медицинской, космической и военной отраслях постоянно работают над тем, чтобы получить более сложные функциональные возможности в меньшем пространстве.
Моторизованная, полностью вращающаяся тяга, развертывающаяся из цилиндра
В перспективе возможно использование «развертываемых» механизмов в следующих направлениях:
- медицина: хирургические инструменты, которые могут одновременно резать материалы и светить во время малоинвазивных вмешательств.
- транспортные средства и самолеты: компоненты для хранения, которые могут быть развернуты с внутренней поверхности фюзеляжа и полностью убраны, когда они не используются
- военные: дроны с четырьмя роторами, которые имеют регулируемые пролеты крыла для установки в ограниченном пространстве
- космос: колеса, которые могут использовать «когти» для движения по скале, что может быть особенно полезно для межпланетного ровера.
Искусство оригами подтолкнуло исследователей к тому, что можно делать вещи, которые даже не похожи на оригами, и в то же время эти части являются как бы ядром конструкции, которая потом развертывается.
Этот новый класс механических конструкций возник из работ исследователя Ларри Хауэлла, профессора машиностроения, и его коллеги Спенсера Маглби над созданием оригами, выполненной в сотрудничестве с художником оригами Робертом Лангом. От солнечных батарей для НАСА до пуленепробиваемых барьеров для сотрудников полиции. Когда группа исследователей перешла к изогнутым принципам оригами, математически был раскрыт новый способ создания более сложных машин.
Итог - вещи, которые в прошлом были просто научной фантастикой!
Легкий пуленепробиваемый щит в стиле оригами, способен защитить правоохранителя от стрельбы. Щит, разработанный Хауэллом и его коллегами, изготовлен из 12 слоев пуленепробиваемого кевлара и весит всего 55 фунтов (многие из стальных барьеров при современном использовании приближаются к 100 фунтам). Построенный барьер использует рисунок складки оригами Yoshimura, успешно остановил пули из пистолетов калибра 9 мм, .357 Магнум и .44 Магнум.
Крошечные устройства в стиле оригами открывают новые возможности для минимально инвазивной хирургии. Команда Хауэлла разработала новые концепции дизайна, которые устраняют необходимость в шарнирных соединениях и других деталях, вместо этого полагаясь на отклонение, присущее оригами, для создания движения.
