https://frosthead.com

Kako Origami revolucionira industrijsko oblikovanje

Ko se je Anton Willis preselil v svoje stanovanje v San Franciscu, je imel vesoljski problem: ni prostora za njegov ljubljeni kajak. Odraščal je v okrožju Mendocino, ki je veslal pacifiške in lokalne vode. Nalaganje iz shrambe je bila neprijetnost, ki jo je bil rešen.

Navdih je našel v zgodbi iz New Yorkerja leta 2007 o Robertu Langu, Nasinu fiziku, ki je postal umetnik origami umetnik leta 2001. Lang je uporabil matematično ozadje, da bi umetnost pregibanja prenašal na nove meje, pri čemer je ustvaril komade nikoli prej. Začel je raziskovati praktične možnosti, kot so posode, medicinski vsadki in zračne torbe.

"Začenjam razmišljati o tem, ali bi lahko sestavil kajak kot kos papirja, " pravi Willis, ki je pred kratkim končal magisterij iz arhitekture na kalifornijski univerzi v Berkeleyju.

Kot otrok je naredil malo origamija, a nič prefinjenega. En model za drugim je začel zlagati, ob vikendih se je norčeval. Izdelava kajakaške oblike je bila razmeroma enostavna, vendar se je drugi sklop pregibov, s katerimi je posamezen list materiala preoblikoval v škatlo, dovolj majhen za nošenje v velikem nahrbtniku, težko pokazal. Dve leti in več kot 25 modelov pozneje je imel delujoč prototip, ki je lansiral Oru Kayak, kalifornijsko podjetje, in prebudil ploščo na "Shark Tank". Oru, kjer je Willis glavni oblikovalec, zdaj prodaja štiri modele zložljivih kajakov . Eden od njih je celo v muzeju moderne umetnosti v San Franciscu.

Oru Kajak montaža Oru Kajak montaža (Oru Kajak)

Medtem ko o origamiju razmišljamo kot o umetnosti, ga podjetja in raziskovalci vse pogosteje uporabljajo v vesolju, medicini, robotiki, arhitekturi, javni varnosti in vojski za reševanje hudih oblikovnih težav, ki jih pogosto lahko prilegajo velikim stvarem v majhne prostore. Ameriško društvo strojnih inženirjev zdaj v svoje letne konference vključuje origami. Tako ima tudi Ameriško matematično društvo.

V središču te transformacije je majhno število znanstvenikov in inženirjev, ki zagovarjajo praktične aplikacije japonske umetnosti. Najpomembnejši med njimi je Lang, strasten prozelitizer za umetnost in znanost o origamiju. Diplomiral je na Caltechu in magistriral na Univerzi Stanford, oba iz elektrotehnike, preden je končal doktorat. iz uporabne fizike na Caltechu. Zložil se je kot način za sprostitev in oblikoval večinoma hrošče in živali - rakov puščav, miš v pasti, mravlja. Nekateri so mu vzeli tedne za načrtovanje in več ur za zlaganje. Kmalu potem, ko je leta 1988 začel delati v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon (Lang je objavil več kot 80 dokumentov in ima 50 patentov), ​​je zložil uro v velikosti kukavice.

Leta 2001 je zapustil službo v optični optični družbi JDS Uniphase, da bi se osredotočil na svojo umetnost. Napisal je prispevek, v katerem je opisal algoritem za oblikovanje origami. Sledilo je več dokumentov. Napisal je knjige, muhaste in resne ter računalniške programe z imeni, kot sta TreeMaker in Tessellatica, ki sestavljajo preproste modele figuric in ustvarjajo vzorce. En papir je zagledal inženirje iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Livermore, ki so delali na objektivu teleskopa, ki so ga morali zložiti za njegovo potovanje v vesolje. Pomagal je oblikovati prototipno lečo velikosti nogometnega igrišča za očala, ki bi se raztegnila na velikost Manhattna, če bi projekt financiral. O podobni zasnovi se je posvetoval tudi z laboratorijem za reaktivni pogon z imenom Starshade, neizmerno zložljivo šarenico, ki bi blokirala svetlobo oddaljenih zvezd, da bi izboljšala sposobnost vesoljskega teleskopa.

Te dni Lang svoj čas deli med umetnostjo in svetovanjem pri najrazličnejših projektih s korporativnimi in akademskimi partnerji. "Vsak dober znanstvenik je deloma umetnik, " pravi.

Langove raziskovalne naloge so pritegnile Larryja L. Howella, inženirja in raziskovalca na univerzi Brigham Young, potem ko je doktorski študent predlagal, da bi iskal origami, da bi ustvaril inženirske rešitve. "Spoznali smo, da se lahko od teh umetnikov origami naučimo veliko stvari, kar bi nam lahko pomagalo pri inženiringu na način, ki ga ne bi odkrili s tradicionalnimi pristopi, " pravi.

Sodelovali so pri številnih projektih. Howell priznava, da je bil sprva previden, zlasti pri prijavi za zvezno financiranje. V senatorju je videl, zakaj sprašuje zvezni denar za izvirnike, kar je njegov 10-letni vnuk znal narediti. Eden od začetnih projektov, ki ga je financirala Nacionalna znanstvena fundacija, je bil zasnovo sončnega niza, ki se je med izstrelitvijo kompaktiral na 9 čevljev, v vesolju pa nameščal na 82 čevljev, da bi ustvaril moč. To je zagotovilo verodostojnost za origami v visokotehnološkem dizajnu. Sledilo je več projektov in več raziskovalnih prispevkov.

Howell in njegovi študentski raziskovalci so se potopili v medicino, kjer je uporaba origamija za ustvarjanje kompaktnih naprav še posebej uporabna pri robotski kirurgiji. Izumili so oricepse, drobcene kirurške grabežnike, ki temeljijo na ideji origami, imenovani chompers. Ustvarili so navijalo, da bi potisnili organ v robotsko operacijo, ki ga je mogoče vstaviti skozi droben rez in nato razporediti v telo. Intuitivno kirurško, podjetje, ki izdeluje kirurške sisteme da Vinci, je licenciralo njihove patente.

Po pogovoru z uradniki Agencije za domovinsko varnost je Howell-ova ekipa sodelovala z Langom in zasnovala zložljiv Kevlarjev ščit, ki ščiti dve ali tri osebe. Dogovor o licenci je v pogajanjih. Posvetovali so se z železniškim podjetjem, da bi oblikovali podstavke za origami za sprednji del lokomotiv, ki se zložijo, ko so avtomobili povezani, a se namestijo, ko so spredaj, zaradi česar so bolj aerodinamični. Howell pravi, da obtočni prihranki prihranijo milijon dolarjev letno pri stroških goriva. In zasnovali so primerne plenice za odrasle z uporabo origamija.

Lang pravi, da so številni raziskovalci podobno delo opravljali neodvisno. "Čeprav takrat nisem vedel za to, so se drugi ukvarjali z matematiko, origamijem in tehnologijo, " pravi. "Mislim, da ni bilo toliko, da je ena oseba začela to področje, ampak da smo nekako dosegli kritično maso idej in ljudi z matematičnim ozadjem, ki so se vključili v vas, in polje je cvetelo."

Harvardski robotik je uporabil origami, da je zasnoval grabežljivca za lov mehkih telesnih globokomorskih bitij, kot so meduze, ne da bi jim škodoval. Raziskovalci z univerze Oxford so razvili srčni stent, ki deluje z uporabo tradicionalnega koncepta origami vodne bombe. Manan Arya, inženir v laboratoriju za reaktivni pogon Jet, ima vzdevek "glavni origamist". Napisal je doktorsko disertacijo o uporabi origamija v vesoljskih nadgradnjah.

Erik Demaine, profesor računalništva na Tehnološkem inštitutu v Massachusettsu in sin kiparja, spremlja Langovo pot in se ukvarja z umetnostjo in raziskavami origamija. Za svoje raziskave o zgibanju in upogibanju je prejel MacArthurjevo "genialno" štipendijo. "V zadnjih nekaj letih je bilo veliko več navdušenja nad inženirskimi in znanstvenimi aplikacijami origamija, da lahko narediš praktične strukture, ki bistveno spremenijo svojo obliko, " je dejal anketar PBS . "Zgibanje vam omogoča, da razmišljate o preoblikovanju oblike."

Lang meni, da pritožba presega funkcijo. "Obstaja estetska eleganca origami rešitev za težave, ki so malce nepričakovane in nekoliko lepe, " sklene. "Ko vidite, da se lahko razgibajoča struktura, kot je sončni niz, odvije, ko se vsi ti paneli premikajo v različne smeri, nato pa se nenadoma razširi na način, ki ni bil mogoč, da zajame domišljijo ljudi."

Kako Origami revolucionira industrijsko oblikovanje