Ученые разработали технологию самосборки фигур оригами из плоских листов материала, что может найти широкое применение в робототехнике, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

© flickr.com/ fdecomite

Согласно этой технологии, программируемое приложение электрического тока к разным фрагментам изначально плоского листа заставляет его последовательно складываться в различные фигуры. Авторы исследования утверждают, что аналогичным образом можно заставить уже собранную фигуру снова «превратиться» в плоский лист и задать ей новую форму, которая необходима в данный момент.

Подобные самособирающиеся фигуры могут найти применение в простых приложениях, таких как самосборка и распаковка антенн радиоприборов и солнечных батарей космических аппаратов, а также лечь в основу новой индустрии устройств, способных передвигаться, плавать, захватывать или манипулировать другими объектами.

«Разработанные нами листы являются демонстрацией законченной технологии, которая, в свою очередь, может стать первым шагом по направлению к созданию повседневных вещей с программируемыми механическими характеристиками», – сказал профессор Роберт Вуд (Robert Wood), один из авторов разработки, слова которого приводит пресс-служба Гарвардского университета.

Основу разработки Вуда составляет квадратный лист стеклоткани, составленный из 32 треугольных фрагментов. Стыки между этими фрагментами изготовлены из гибкого кремнийполимерного материала, а также металлической фольги специального состава, способной «запоминать» однажды приданную ей форму. Металлический сплав носит название нитинол и состоит из титана и никеля.

Каждому фрагменту фольги изначально была придана определенная форма, которая закреплялась в «памяти» материала в ходе 30-минутного отжига в печи при температуре 420 градусов Цельсия. После этого фольга остывала и разворачивалась в плоское состояние

После этого к каждому сочленению подводилась тепловая энергия – энергия разогрева, специально подведенных к каждому стыку стеклоткани электрических проводов. При достижении критической температуры – 70 градусов Цельсия – фольга нитинола в сочленении начинала «вспоминать» свою изначальную форму и сгибаться.

Ученые показали, что при использовании специального программного обеспечения, управляющего подачей тока к каждому сочленению последовательно, можно добиться формирования различных фигур из одного и того же листа материала.

В своей работе авторы статьи продемонстрировали сборку простых и известных каждому, кто хоть раз в жизни упражнялся с оригами, фигур – самолетика и лодочки.

Чтобы технология нашла свое применение авторам статьи теперь необходимо показать, что образующиеся таким способом фигуры обладают необходимой скоростью сборки и достаточно прочны. Ученые уверены, что с помощью разработанной ими концепции можно создавать намного более сложные изделия.

МОСКВА, 29 июн – РИА Новости.

Ниже статья из Lenta.ru

Самособирающаяся пластина. Изображение авторов исследования

Ученые создали самособирающееся оригами

Физики создали самособирающееся оригами – они «заставили» тонкие пластины из специального материала самостоятельно складываться в заданные структуры (для начала ученые собрали лодку и самолетик). Работа ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Коротко она описана в пресс-релизе Гарвардской школы инженерных и прикладных наук. Квадратная пластина со стороной в 4 сантиметра, которая может самостоятельно складываться, сделана из стеклянных волокон. Она расчерчена на 32 треугольника, границы между которыми обозначены кремниевой прослойкой и особой гибкой фольгой. Если сложить пластину и нагревать ее до температуры 420 градусов Цельсия в течение 30 минут, то сгибы «запомнят» конфигурацию, в которой находились. Чтобы вновь заставить пластину сложиться, ее необходимо нагреть до 70 градусов. Прочность трехмерной структуры поддерживается магнитами, которые держат вместе соприкасающиеся части пластин.

Нагрев сгибов осуществляется при подаче на них электрического тока. Здесь можно посмотреть, как пластины складываются в лодку и самолетик – весь процесс занимает около 20 секунд. Пока созданные исследователями пластины способны только собираться, однако в будущем авторы намерены «научить» их самостоятельно разворачиваться.

В перспективе структуры, подобные описанным выше, могут найти самое широкое применение на практике. Например, на их основе можно создать самостоятельно разворачивающиеся солнечные батареи или радиоантенны. Создание самособирающихся структур является одним из «модных» направлений в современной науке и технологии – например, ученые активно разрабатывают микроскопические ДНК-оригами. Недавно специалисты создали мячи и шестеренки, а также коробочки из ДНК.

Ссылки по теме

• Shape-shifting sheets automatically fold into multiple shapes – пресс-релиз Гарвардской школы инженерных и прикладных наук, 28.06.2010
• Нанооригами позволит получать миниатюрные трехмерные объекты – Lenta.ru, 25.02.2009