Kaip Atsiskleidžia Origami Inžinerijos Ateitis (Op-Ed)

{h1}

Origami įkvėpta inžinerija greitai randa pritaikymą technologijose, perkeldama ne tik kosmose esančias saulės baterijas ir savarankiškai surinktus gamybos komponentus, bet ir komercinius produktus, įskaitant kuprines.

Johnas Varrasi yra Amerikos mechanikos inžinierių draugijos (ASME) vyresnysis rašytojas. Geriausi inžinieriai Mary Frecker ir Larry Howell yra ASME bendradarbiai. Varrasi pridėjo šį straipsnį „WordsSideKick.com's“ Ekspertų balsai: op-ed ir įžvalgos.

Origami, japonų dailės forma, kuri datuojama bent XVII a., Sukuria unikalius raštus ir formas iš popieriaus lankstymo. Šiandien „origami“ įkvepia inžinierius kurti aktyvias medžiagas ir išmaniąsias konstrukcijas, kurios lenkiasi, tempiasi ir lenkiasi, įveikdamos tradicinius dizaino apribojimus ir gamindamos gaminius bei sistemas, pasižyminčias nepaprastomis eksploatacinėmis savybėmis ir ypatybėmis.

Turbūt labiausiai paplitęs pavyzdys yra nuostabiai kompaktiškos automobilių oro pagalvės, nors origami įkvėpta inžinerija taip pat daro įtaką komercinei energetikos, drabužių ir sveikatos priežiūros pramonei. Atspindėdamas kylantį susidomėjimą šia sritimi, JAV nacionalinis mokslo fondas finansavo aštuonis JAV universitetus, kad origami inžinerija būtų perkelta į perkonfigūruojamų, išmaniųjų, konstrukcijų ir savaime susidedančių sistemų sritį.

Sulankstomas, toli už popieriaus

„Origami inžinerija gali patenkinti daugelio pramonės šakų produktų ir sistemų, kurių taikymas yra labai sudėtingas, paklausą“, - sakė Mary Frecker, mechanikos inžinerijos ir biomedicinos inžinerijos profesorė Pensilvanijos valstijos universitete, vienoje iš mokyklų, gaunančių NSF tyrimų stipendiją.. "Origami įgalina produktus, kuriuos bet kada galima sulankstyti, o po to išskleisti."

Norėdami sukurti tokius gaminius, inžinieriai eksperimentuoja su aktyviosiomis medžiagomis, tokiomis kaip magnetoaktyvieji elastomerai, kuriuos sudaro magnetinio užpildo dalelės, pavyzdžiui, bario feritas, įterptas į elastomero matricą ir kurios pasižymi ypatingu sugebėjimu kreivėti ir pasukti, kai yra magnetinis laukas. pritaikytas. Polimeriniai sintetiniai junginiai, pasižymintys ypač dideliu energijos tankiu, taip pat yra mėgstamiausi origami dizaino bendruomenėje dėl medžiagos sugebėjimo suspausti ir ištempti esant įtampai.

Nors tokios medžiagos yra beveik stebuklingos, kaip jos formuojasi į skirtingas formas ir raštus, inžinierių iššūkis yra sukurti struktūriškai tvarkingą ir praktiškai pritaikytą sistemą. [Sulankstomos Origami saulės baterijos gali būti nukreiptos į kosmosą (vaizdo įrašas)]

„Tradiciniame„ origami “mene naudojamas popierius, tačiau daugeliui inžinerinių programų reikalingos baigtinio storio medžiagos, kad būtų suteiktas reikiamas stiprumas ir standumas norint pasiekti norimą funkcionalumą“, - sakė A. Freckeris. "Mūsų atlikta eksperimentinio projekto analizė rodo, kad skirtingi aktyvavimo procesai lemia skirtingus raukšles, kreives ir deformacijas medžiagos struktūroje."

Medicininiai stebuklai

Mokslininkams tęsiant naujų, praktiškai naudojamų, struktūrų kūrimą, kai kurios kompanijos į komercinę rinką įtraukė origami įkvėptus dizainus, suprasdamos produktų ir sistemų, turinčių unikalias lankstymo galimybes, pranašumus.

Neseniai „GE Healthcare“ bendradarbiavo su Brigham Youngo universitetu (BYU) dėl rentgeno aparato pratęsimo rankos, naudojamos ligoninės operacinėse, dangtelio. Uždangalas plečiasi ir susitraukia kaip muzikinis akordeonas, kad apsaugotų Sterilų lauką ARBA nuo nesterilios prailginimo rankos aplinkos. Apsauginis gaubtas pagamintas iš „Tyvek®“ - sintetinio popieriaus tipo, kurį gamina „DuPont“. GE pareikalavo patobulinti plastikinius užuolaidas, paprastai naudojamas apdengti kilnojamąją C ranką; užklotai turėjo būti keičiami kiekvieną kartą, kai prietaisas pasislenka į sterilų lauką ir iš jo, pridedant laiko ir išlaidų chirurginėms procedūroms.

„GE reikėjo gaubto projekto, kuris išlaikytų sterilų lauką visais judesiais ir prailginamosios rankos padėtimis“, - sakė Laris Howelis, BYU Mechanikos inžinerijos katedros profesorius, taip pat gavęs vieną iš NSF stipendijų. "Po to, kai buvo įvertintos ir išbandytos kelios koncepcijos, buvo pasirinktas origami pagrindu sukurtas dizainas."

Baltas šio rentgeno aparato prailginamosios rankos, naudojamos operacinėse, dangtis buvo sukurtas Brigham Youngo universitete naudojant origami įkvėptą inžineriją.

Baltas šio rentgeno aparato prailginamosios rankos, naudojamos operacinėse, dangtis buvo sukurtas Brigham Youngo universitete naudojant origami įkvėptą inžineriją.

Kreditas: Brigham Youngo universitetas

Gaubto dizainas buvo sudėtingas. Kad būtų galima pritaikyti rentgeno aparato rankos judesius ir geometriją, BYU komanda sukūrė reguliuojamą gaubtą, pagrįstą raukšlių modeliu, pavadinimu Miura-ori. Pavadintas japonų astrofiziko Koryo Miura vardu Miura-ori Šis metodas įkvėpė sistemų projektavimo sritį, leisdamas inžinieriams sulankstyti ir atlenkti standžius ir storus paviršius įvairiomis kryptimis ir nuolat judant.

Kitas sveikatos priežiūros pritaikymas origami inžinerijai yra chirurginis zondas, žnyplės ir kiti instrumentai, kurie turi siauros ir kompaktiškos būklės galimybę patekti į kūno angą ir išsiskleisti po įdėjimo. Origami pagrįsta inžinerija taip pat gali atlikti patobulintus biomedicinos stentus.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Didėjantis origami inžinerijos vaidmuo

Už medicinos srities ribų, origami įkvėpti produktai yra teleskopai, apsauginiai automobilių dangčiai, sporto prekės, baidarės, saulės kolektoriai, prietaisų stalčiai ir laikinos pastogės. Saulės rinkiniai yra dislokuojamų membranų, leidžiančių inžinieriams pritaikyti įvairius konstrukcijos variantus, pavyzdys, įskaitant mažas trinties jungtis, mažą medžiagos kiekį, kontroliuojamą sagtį ir didelius įtempius.

Sporto prekių ir drabužių srityje, BYU pramoninio dizaino studentai, bendradarbiaudami su vartojimo prekių firma „Tessel Supply“, pritaikė „origami“ kurdami naują kuprinę. Skiriamieji kuprinės bruožai yra trikampės akys, kurios leidžia krepšį priderinti prie jame esančių daiktų, sumažinant turinio nešvarumus ir užtikrinant apsaugą nuo pažeidimų. Derinant formą ir funkcijas, kuprinė suderinta su kruopščia inžinerija ir malonia estetika bei komfortu.

„Šie ir kiti produktai rodo, kad sulankstomi sprendimai yra perspektyvūs inžineriniame projektavime“, - sakė Howell. "Origami menas ir toliau įkvėps gaminius, kuriuos reikia nešiotis ir naudoti."

Anot Freckerio Penno valstijoje, viena iš didėjančio susidomėjimo sričių yra savaime sulankstomos struktūros, taip pat dislokuojamos didelio masto sistemos kosmoso tyrimams. Taip pat daug dėmesio skiriama programoms, kuriose derinamos elektrinės, magnetinės ir šiluminės priemonės medžiagoms suaktyvinti, kad būtų galima sukurti origami pagrįstą dizainą. 2014 m. ASME projektavimo inžinerijos techninėse konferencijose įvyko 28 origami pristatymai - susidomėjimas šia tema auga.

Sekite visus „Expert Voices“ klausimus ir diskusijas - ir tapkite diskusijos dalimi Facebook, „Twitter“ ir „Google+“. Išreikštos autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindinčios leidėjo nuomones. Ši straipsnio versija iš pradžių buvo paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Nauja Šviesos Būsena Atskleista Naudojant Fotonų Gaudymo Metodą
Nauja Šviesos Būsena Atskleista Naudojant Fotonų Gaudymo Metodą

Anglies Pluošto Ateitis: Tai Daugiau Nei Greitis (Op-Ed)
Anglies Pluošto Ateitis: Tai Daugiau Nei Greitis (Op-Ed)

Mokslas Naujienos


Paslėptos Juodos Skylės Gali Suteikti Svetimo Gyvenimo Nesąžininguose Pasauliuose
Paslėptos Juodos Skylės Gali Suteikti Svetimo Gyvenimo Nesąžininguose Pasauliuose

Dėl Mobiliųjų Telefonų Vairuotojai Tampa Tokie Pat Blogi Kaip Girtuokliai
Dėl Mobiliųjų Telefonų Vairuotojai Tampa Tokie Pat Blogi Kaip Girtuokliai

Daugiausia Dėmesio Skiriama Vandens Išteklių Ateičiai
Daugiausia Dėmesio Skiriama Vandens Išteklių Ateičiai

Jeloustouno Ugnikalnis Pakyla Precedento Neturinčiu Greičiu
Jeloustouno Ugnikalnis Pakyla Precedento Neturinčiu Greičiu

Vyresnio Amžiaus Sportininkai Turi Didžiausią Riziką Susižeisti Per Petį
Vyresnio Amžiaus Sportininkai Turi Didžiausią Riziką Susižeisti Per Petį


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com