Sådan kan origami bruges til at forme fremtidens teknik

Det er langsomt at folde en papirkran, metodisk proces. Sådan er det med at udfolde en vifte af solpaneler i rummet.

Men for andre transformationer, hastighed er vigtigere. I et papir udgivet i Fysisk gennemgangsbreve i december, forskere på Northeastern viste, at det er muligt at ændre formen på en origami-inspireret struktur på mindre end et sekund.

"Ikke alene kan vi bevæge os mellem forskellige konfigurationer meget hurtigt - mindre end et sekund - men det er meget pålideligt, "sagde Samuel Felton, en adjunkt i maskin- og industriteknik.

Strukturen, designet af Felton og Chang Liu, en kandidatstuderende i teknik, ser vildt simpelt ud. Den er lavet af tolv stykker plast monteret sammen i en y-form med hængsler imellem dem. Men afhængigt af hvilken retning hvert hængsel bøjer, det kan lave 17 forskellige former.

Forskerne fandt ud af, at de i det væsentlige kunne ryste strukturen i forskellige former ved hjælp af en enkelt motor til hurtigt at åbne og lukke hængslet i bunden af ​​y-formen. Den resulterende konfiguration bestemmes af, hvor langt hængslet åbner, før det vender tilbage til sin oprindelige position.

Typisk, origami-inspireret teknik kræver præcis kontrol af hvert hængsel for at flytte perfekt stive paneler på plads i den rigtige rækkefølge. Men Felton og Liu bruger paneler, der er lidt fleksible. Med lidt momentum, hvert hængsel kan springe frem og tilbage mellem sine to positioner, ligesom smækarmbåndene, der blev en populær modefælle i 1990'erne.

"Det er hurtigt og kan gentages, hvilket er sjældent for origami -transformation, "Sagde Felton.

Forskerne sagde, at deres struktur kunne bruges til at informere nye origami-baserede designs inden for flere ingeniørområder. Felton er især interesseret i at bygge arrays af antenner, der hurtigt kan omkonfigureres til mere effektivt at scanne store områder.

Antennearrayer består af flere antenner, der arbejder sammen for at registrere signaler og fastslå den retning, de kommer fra. Men når den står stille, arrays er bedst til at opfange signaler fra en bestemt retning. For at indsamle flere oplysninger, de skal flytte.

"Det samme origami-inspirerede mønster, hvis vi gør det ledende, fungerer som en antenne, "Felton sagde." Vi kunne forbinde flere antenner til den samme mekanisme. Derefter, i stedet for bare at aktivere en af ​​dem, vi kan aktivere en hel række af dem. Du kan bare ændre dem alle en lille smule. "

Det kan være hurtigere at omlægge en række antenner ved at ryste dem i en ny form end ved at bruge andre tilgængelige metoder, Sagde Felton. Og fordi mange antenner kunne justeres med en enkelt motor, arraysne kunne miniaturiseres til brug på droner og anden teknologi, hvor plads og vægt bliver en faktor.

Felton og Liu leder også efter muligheder for at anvende deres arbejde på robotteknologi.

"Med origami, teoretisk set kan du folde alt, "Sagde Felton.