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Kirigami和工程携手创造变形板

Kirigami有时被戏称为折纸的不太知名的表亲。它是折纸的一种变体,依靠剪纸而不是折叠。Kiri的意思是切割,gami的意思是纸——kirigami的意思是剪纸。这种技术已经在弹出式卡片和书籍中使用了很长一段时间。

现在你知道了kirigami是什么,让我们来谈谈为什么它很重要。哈佛大学的研究人员提出了一个数学模型,使他们能够以一种不费力就能将kirigami纸建模成任何3D形状的方式切割。这项研究背后的哈佛大学研究小组认为,他们的工作可以通过提出灵活的建筑形状,将kirigami传统应用于工程。

这篇论文的主要作者、德瓦尔平应用数学教授L.马哈德万在一份新闻稿中说:“我们想知道是否有可能揭示基里加米背后的基本数学原理,并利用它们来创建算法,让我们能够设计平面上切口的数量、大小和方向,使其可以变成任何给定的形状。”

Gary P.T. Choi是sea的研究生,也是这篇论文的第一作者,他说:“具体来说,如果我们得到一个二维或三维的一般形状,我们应该如何在参考形状中设计切割图案,以便我们可以让它在一个动作中部署到最终形状?”在这项工作中,我们通过确定为了实现这种切割模式而必须满足的约束来解决这个问题,使用数值优化方法来确定模式,然后通过实验验证这一点。”

利用这项研究的一种方法是创造类似Skyshelter.zip的可折叠避难所和住房,这是一种用于灾区的可折叠摩天大楼的概念。这项研究依赖于Mahadevan实验室的早期工作,该实验室研究了如何利用折纸图案作为构建模块来产生各种3D形状。Mahadevan说:“我们的工作从艺术中汲取灵感,经过严格的数学和工程形状的挑战。找到kirigami镶嵌(kirigami tessellations),将正方形变成圆形,或将平板变成雨披,这只是一个开始。”

这项研究发表在《自然材料》杂志上。