Від медичних шин до житла на Марсі: новий матеріал дозволяє робити 3D-об'єкти з пласких форм

Михайло Года

Основні тези

Науковці з MIT розробили матеріал, що може трансформувати пласкі форми в 3D-об'єкти завдяки кірігамі.
Винахід може призвести до змін у медицині, космонавтиці та робототехніці, дозволяючи створювати компактні об'єкти, які легко розгортаються.

Один рух нитки надає пласкій структурі будь-якої форми / MIT

Науковці з MIT розробили матеріал, що здатен змінювати форму завдяки японському мистецтву кірігамі. Звичайна пласка сітка перетворюється на будь-яку тривимірну конструкцію, якщо просто потягнути за нитку.

Винахід обіцяє значні зміни у сферах медицини, космонавтики та робототехніки, дозволяючи створювати компактні об'єкти, що легко розгортаються у повноцінні 3D-структури, розповідає 24 Канал з посиланням на Gizmodo.

Дивіться також У пошуках "нової фізики" вчені спростували гіпотезу десятирічної давнини про загадкову частинку

Які технології дозволяють пласкій сітці набувати складних об'ємних форм?

Уявіть дитячу книжку-панорамку, яка стає об'ємною, коли ви її відкриваєте. Цей матеріал працює схожим чином, але замість перегортання сторінки ви тягнете за шнурок, змушуючи "паперову" схему перетворитися на справжній стілець чи намет.

Команда Лабораторії комп'ютерних наук та штучного інтелекту MIT (CSAIL) презентувала розробку в науковому журналі ACM Transactions on Graphics.

Вчені створили алгоритм, який трансформує задану користувачем тривимірну модель у пласку схему з чотирикутних елементів. Цей процес імітує техніку кірігамі (що буквально означає "різання паперу"), де спеціальні розрізи наділяють матеріал унікальними фізичними властивостями.

В основі роботи лежить ауксетичний механізм: структура стає товщою під час розтягування і тоншою у разі стиснення. Програмне забезпечення вираховує оптимальний шлях для нитки, щоб з'єднати точки підйому на поверхні з мінімальним тертям.

Провідний автор дослідження Акіб Заман наголошує, що головна перевага підходу – у простоті активації. Достатньо лише ввести дизайн, а алгоритм автоматично підготує все необхідне для трансформації одним рухом.

Як це працює зараз?

На етапі тестування дослідники перевірили метод на практиці, створивши медичні шини, коректори постави та конструкції, що нагадують іглу.

Найбільш вражаючим результатом став повнорозмірний стілець, зібраний із фанерних коробок. Попри складну систему трансформації, він успішно витримав вагу людини.

Як працює нова технологія – дивіться відео:

Хоча створення великих архітектурних об'єктів ще потребує розв'язання складних інженерних питань, науковці вже вивчають можливості застосування технології як для масштабних споруд, так і для мікроскопічних деталей.

Акіб Заман сподівається, що цей інструмент допоможе створювати найрізноманітніші мобільні конструкції в майбутньому, як от жилі комплекси чи допоміжні структури на Марсі.