Struktur pop-up generasi berikutnya yang stabil yang terinspirasi oleh origami

Baik

Ini adalah tempat penampungan tiup yang terbuat dari lembaran plastik tebal dan dapat menyembul atau dilipat. Gambar milik Benjamin Garrison / David Melonson / Harvard Sea

Bangunan tiup generasi berikutnya mempertahankan bentuk tanpa tekanan konstan.

Pada tahun 2016, lengkungan tiup mendatangkan malapetaka di Tour de France ketika turun dan menabrak pengendara sepeda, melemparkannya dari sepeda dan menyeret balapan sementara petugas berusaha membersihkan puing-puing dari jalan. Pejabat menyalahkan runtuhnya lengkungan pada gesper keras kepala dari penonton yang lewat, tetapi kesalahan sebenarnya adalah fisika.

Struktur tiup modern, digunakan untuk segala hal mulai dari rumah sakit lapangan hingga kompleks olahraga, bersifat monoton, artinya mereka membutuhkan tekanan konstan untuk mempertahankan kondisinya yang mengembang. Kehilangan tekanan ini dan struktur akan kembali ke satu-satunya bentuk stabilnya – datar.

Tetapi bagaimana jika ada lebih dari satu keadaan stabil dalam struktur ini? Bagaimana jika lengkungan itu terus mengembang seperti rata di atas tanah?

Sekarang para peneliti di Harvard School of Engineering and Applied Sciences John A. Paulson (SEAS) telah mengembangkan struktur tiup bistable yang terinspirasi oleh origami.

Studi ini dipublikasikan di Alam.

“Studi ini memberikan jalur langsung ke generasi baru sistem tiup skala besar yang kuat yang diamankan setelah penyebaran dan tidak memerlukan tekanan konstan,” kata Katja Bertoldi, profesor mekanik terapan SEAS William dan Ami Kuan dan penulis senior.

Terinspirasi oleh origami dan dipandu oleh geometri, tim peneliti telah mengembangkan perpustakaan blok bangunan segitiga yang dapat muncul atau dilipat dan digabungkan dalam berbagai konfigurasi untuk menciptakan bentuk multi-stabil tertutup.

“Kami mengandalkan geometri blok bangunan ini, bukan pada karakteristik bahannya, yang berarti kami dapat membuat blok bangunan ini dari hampir semua bahan, termasuk bahan sekunder berbiaya rendah,” kata Benjamin Garrissen, seorang petugas ilmu dan teknik material. . SEAS dan rekan penulis artikel.

Mengambil proses desain ke dunia nyata, para peneliti merancang dan membangun tempat berlindung tiup berukuran 8 kali 4 kaki dari lembaran plastik tebal.

“Anda dapat membayangkan bagaimana tempat penampungan ini ditempatkan sebagai bagian dari tanggap bencana di daerah bencana,” kata David Melancon, seorang mahasiswa doktoral SEAS dan salah satu penulis artikel tersebut. “Mereka bisa diletakkan di atas truk, dan Anda hanya perlu satu sumber tekanan untuk mengembang. Setelah mengembang, Anda akan dapat melepaskan sumber tekanan dan melanjutkan ke tenda berikutnya. “

Tempat penampungan dapat menampung satu atau dua orang, berlawanan dengan selusin atau lebih, yang diperlukan untuk penempatan rumah sakit lapangan militer saat ini.

Blok penyusun struktur origami ini dapat dipadukan dan dicocokkan, menciptakan struktur dalam berbagai bentuk atau ukuran. Peneliti telah membangun sejumlah struktur lain, termasuk lengkungan melengkung, boom lipat, dan struktur bergaya pagoda. Peneliti juga telah mengembangkan bentuk dengan lebih dari dua bentuk stabil.

“Kami telah membuka ruang desain yang belum pernah ada sebelumnya untuk struktur tiup skala besar yang dapat membentuk dan mempertahankan bentuk yang diperluas tanpa risiko pecahnya bencana,” kata Chuck Hoberman, profesor teknik desain Pierce Anderson di Sekolah Pascasarjana Desain dan penulis bersama. “Menggunakan aktuator yang dapat ditiup dan dapat dibalik untuk mencapai pagar struktural berdinding keras, kami melihat aplikasi penting tidak hanya di Bumi, tetapi juga berpotensi sebagai habitat bulan atau Mars intelijen ».

Referensi: “Origami struktur tiup multistabil dalam skala meter” oleh David Melanson, Benjamin Garrison, Carlos J. Garcia Mori, Chuck Hoberman dan Katie Bertoldi, 21 April 2021, Alam.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03407-4

Penulis penelitian ini adalah Carlos J. Garcia-More. Itu didukung oleh National Science Foundation di bawah hibah DMR-2011754 dan DMR-407 1922321.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.