https://frosthead.com

Jak Origami revolucionizuje průmyslový design

Když se Anton Willis přestěhoval do svého bytu v San Franciscu, měl problém s prostorem: žádný prostor pro jeho milovaného kajaku. Vyrostl v pádlování po Tichomoří a místních vodách v kraji Mendocino. Získání ze skladu bylo nepříjemností, kterou byl rozhodnut vyřešit.

Inspiroval se v newyorském příběhu z roku 2007 o Robertu Langovi, fyzikovi NASA, který se stal umělcem na plný úvazek v roce 2001. Lang použil své matematické pozadí k přepravě umění skládání do nových hranic a vytvářel kousky, které nikdy předtím nebyly možné. Začal zkoumat praktické možnosti, jako jsou kontejnery, lékařské implantáty a airbagy.

"Začal jsem přemýšlet o tom, jestli bych mohl složit kajak jako kus papíru, " říká Willis, který nedávno dokončil magisterský titul v oboru architektury na University of California v Berkeley.

Jako dítě udělal trochu origami, ale nic sofistikovaného. Začal skládat jeden model za druhým a o víkendech blázen. Vytvoření kajakového tvaru bylo relativně snadné, ale druhá sada záhybů pro přeměnu jednoho listu materiálu na krabici dostatečně malou na to, aby obsahovala příliš velký batoh, se ukázala jako obtížná. O dva roky a více než 25 návrhů později měl funkční prototyp, který uvedl na trh kalifornskou společnost Oru Kayak a zavázal panel na „Shark Tank“. Oru, kde Willis je hlavní designér, nyní prodává čtyři modely skládacích kajaků . Jeden z nich je dokonce v San Francisco Museum of Modern Art.

Shromáždění Oru Kayaka Shromáždění Oru Kayak (Oru Kayak)

I když myslíme na origami jako na umění, stále častěji je využíváno společnostmi a vědci v oblasti vesmíru, medicíny, robotiky, architektury, veřejné bezpečnosti a armády k řešení nepříjemných návrhových problémů, které často zapadají velké věci do malých prostor. Americká společnost strojních inženýrů nyní zahrnuje origami ve svých výročních konferencích. Stejně jako americká matematická společnost.

Ve středu této transformace je malý počet vědců a techniků, kteří bojují za praktické aplikace japonského umění. Především mezi nimi je Lang, vášnivý proselytizer pro umění a vědu origami. Před ukončením doktorského studia získal bakalářský titul na Caltechu a magisterský titul na Stanfordské univerzitě, oba v elektrotechnice. v aplikované fyzice v Caltechu. Skládal se jako způsob, jak se uvolnit, navrhnout většinou chyby a zvířata - krab poustevníka, myš v past na myši, mravenec. Někteří mu vzali týdny na design a hodiny na složení. Krátce poté, co v roce 1988 začal pracovat v Jet Propulsion Laboratory NASA (Lang publikoval více než 80 dokumentů a má 50 patentů), složil kukačkové hodiny v životní velikosti.

V roce 2001 opustil svou tehdejší práci ve společnosti optických vláken JDS Uniphase, aby se zaměřil na své umění. Napsal referát s návrhem algoritmu pro návrh origami. Následovaly další příspěvky. Napsal knihy, rozmarné a seriózní a počítačové programy se jmény jako TreeMaker a Tessellatica, které berou jednoduché modely postaviček a vytvářejí zmačkané vzory. Jeden papír upoutal pozornost inženýrů v Lawrence Livermore National Laboratory, kteří pracovali na dalekohledu, který potřebovali pro cestu do vesmíru složit. Pomohl navrhnout prototyp objektivu o velikosti fotbalového hřiště pro brýlí, který by se financoval až na velikost Manhattanu. Podobný design konzultoval také s Jet Propulsion Laboratory nazvanou Starshade, obrovskou skládací duhovkou, která by blokovala světlo vzdálených hvězd a zlepšovala tak schopnost kosmického dalekohledu.

V současné době Lang rozděluje svůj čas mezi umění a poradenství v celé řadě projektů s korporátními a akademickými partnery. „Každý dobrý vědec je zčásti umělec, “ říká.

Langovy výzkumné práce přitahovaly Larryho L. Howella, inženýrského profesora a výzkumníka na Brigham Young University, poté, co doktorand navrhl prozkoumat origami a vytvořit technická řešení. "Uvědomili jsme si, že od těchto umělců origami bychom se mohli naučit spoustu věcí, které by nám mohly pomoci dělat inženýrství způsobem, který bychom pomocí našich tradičních přístupů nezjistili, " říká.

Spolupracovali na řadě projektů. Howell připouští, že byl zpočátku opatrný, zvláště když žádal o federální financování. Měl vize senátora, který se ptal, proč peníze na federální výzkum mají původ, něco, co jeho desetiletý vnouček věděl, jak to udělat. Jedním z počátečních projektů financovaných Národní vědeckou nadací bylo navrhování solárního pole, které se během startu zhutnilo na 9 stop, ale rozmístilo se na 82 stop napříč ve vesmíru k výrobě energie. To poskytlo důvěryhodnost pro origami v high-tech designu. Následovaly další projekty - a další výzkumné práce.

Howell a jeho studentští vědci se ponořili do medicíny, kde použití origami k vytvoření kompaktních zařízení je zvláště užitečné v robotické chirurgii. Vynalezli oriceps, malé chirurgické grabbery na základě origami myšlenky zvané chompers. Při robotické operaci vytvořili navíječ, který během robotického chirurgického zákroku odložil orgán, který lze vložit drobným řezem a poté nasadit uvnitř těla. Intuitive Surgical, společnost, která vyrábí da Vinci Surgical Systems, licencovala své patenty.

Howellův tým po rozhovoru s úředníky Agentury pro vnitřní bezpečnost spolupracoval s Langem a navrhl skládací štít Kevlar, který chrání dvě nebo tři lidi. Ujedná se licenční dohoda. Konzultovali s železniční společností, aby navrhli kapotáže origami pro přední lokomotivy, které se skládají, když jsou auta propojena, ale rozmístí se, když jsou vpředu, což je činí více aerodynamickými. Kapotáže ušetří milion dolarů ročně na nákladech na palivo, říká Howell. A navrhli lépe padnoucí plenu pro dospělé pomocí origami.

Lang říká, že řada vědců dělala podobnou práci nezávisle. "Ačkoli jsem o tom v té době nevěděl, byli tu i jiní lidé, kteří si pohrávali s matematikou, origami a technologií, " říká. "Myslím, že to nebylo tolik, že jedna osoba zahájila toto pole, ale že jsme dosáhli kritického množství nápadů a zapojili se lidé s matematickým zázemím a vy jste měli pole pole."

Harvardský robotik použil origami k navrhování grabberu pro chytání měkkých těl hlubinných tvorů, jako je medúza, aniž by je poškodil. Vědci na Oxfordské univerzitě vyvinuli srdeční stent, který pracuje s tradičním origami konceptem vodní bomby. Manan Arya, inženýr v laboratoři Jet Propulsion Laboratory, má přezdívku „vedoucí origamistu“. Napsal disertační práci o použití origami ve vesmírných nástavbách.

Erik Demaine, profesor výpočetní techniky na Massachusetts Institute of Technology a syn sochaře, sleduje Langovu cestu a čistí origami umění a výzkum. Za svůj výzkum skládání a ohýbání získal grant „geniality“ od MacArthura. "V posledních několika letech došlo k mnohem většímu nadšení z inženýrských a vědeckých aplikací origami, že můžete vytvořit praktické struktury, které zásadně změní jejich tvar, " uvedl tazateli PBS . "Skládání vám dává způsob, jak přemýšlet o transformaci tvaru."

Lang si myslí, že odvolání jde nad rámec funkce. "Je zde estetická elegance pro řešení origami problémů, které jsou trochu nečekané a trochu krásné, " uzavírá. "Když vidíte rozložitelnou strukturu, jako je solární soustava, odehrávající se se všemi těmito panely pohybujícími se různými směry a najednou je rozšířena způsobem, který nevypadal možný, což zachycuje představivost lidí."

Jak Origami revolucionizuje průmyslový design