Оригами-инженерия

И

Оригами (яп. «сложенная бумага») – древнее искусство складывания фигурок из бумаги. Искусство оригами своими корнями уходит в Древний Китай, где и была изобретена бумага.

Хирургические инструменты

Аналогично были решены проблемы размещения большого в малом в медицине. Основная задача, которую позволяет решить оригами, связана с тем, что предмет при транспортировке должен занимать мало места, а потом принимать определённую форму и в несколько раз увеличиваться в объёме. Пример такой задачи из области медицины – это размещение внутри суженного участка органа стента, своеобразной полой трубки, искусственно расширяющей артерию, пищевод или другой орган. Сердечный стент вводится через вену, а достигнув нужного места (коронарной артерии), «разворачивается», чтобы поддержать стенки сосуда и обеспечить нормальное движение крови. Стентирование позволяет избежать серьёзных последствий инфаркта. Для проведения такой операции необходимо, чтобы стент при транспортировке по венам занимал как можно меньший объём, а после установки разворачивался до нужных размеров. Складной вариант стента представили в 2003 году сотрудники Оксфордского университета: Зонг Ю и Каори Курибаяши. Стент складывается по шаблону оригами, основанному на модели, называемой «водная бомбочка», которую умеют складывать даже дети.

Космический телескоп

Настоящий прорыв для Миура-ори происходит в 1995 году, когда это изобретение используется для разворачивания в космосе солнечных батарей японского спутника Space Flight Unit. Метод профессора Миура значительно упростил конструкцию и позволил сократить количество двигателей, необходимых для раскладывания фотоэлементов в космосе. Впоследствии эта конструкция использовалась и в японском телескопе JamesWebb. Деталь была сложена втрое в компактную структуру, а в космосе разворачивалась в двух местах.

Мобильный щит полиции

Полицейский бронированный щит, выполненный в технике Миура-ори. Очень компактен в сложенном состоянии, высокомобилен, раскладывается за несколько секунд и прекрасно выполняет свою основную функцию – защиту от пуль. Может укрыть за собой до трёх человек одновременно. Разработан командой учёных из частного американского Университета имени Бригама Янга.

Подушка безопасности

Идеи оригами применены в разработке оптимальной модели складывания подушки безопасности в автомобиле. Как известно, подушка должна быть достаточно большой, чтобы защитить пассажиров, и при этом мгновенно раскрываться в момент удара. А скорость раскрытия напрямую зависит от того, каким образом подушка сложена – по аналогии с правильным складыванием парашюта. Алгоритмы для оригами позволили найти самое оптимальное решение.

Топографические карты

Самой известной и распространённой инженерной находкой оригами стала схема Миура-ори. Японский астрофизик Корё Миура придумал её в 1970 году, предложив использовать схему складывания, основанную на принципах жёсткого оригами, где складки рассматриваются как петли, соединяющие две плоские твёрдые поверхности. В отличие от обычных методов, складки в схеме Миура-ори расположены не чётко вертикально и горизонтально, а наклонены друг к другу под углами 84 и 96 градусов. Материал, сложенный по данной модели, очень легко разворачивается – для этого нужно всего лишь потянуть за два противоположных угла конструкции. Толщина сложенной модели Миура-ори зависит только от толщины используемого материала. Вначале модель использовалась для складывания больших бумажных документов и карт местности. Сложенная таким образом карта представляет собой плоскую фигуру.

Подставка для планшета

Чехол для ipad делается также в стиле оригами

Оригами-инженерия

Вряд ли создатели оригами могли предполжить, что когда-нибудь их затейливые фигурки и узоры, вырезанные из бумаги, вдохновят учёных на создание целого направления механики - оригами-инженерия

Более подробно об оригами-инженерии можно узнать из видео: