https://frosthead.com

Kuinka Origami mullistaa teollisen suunnittelun

Kun Anton Willis muutti San Francisco -huoneistoonsa, hänellä oli avaruusongelma: ei tilaa hänen rakkaalle kajakkilleen. Hän oli varttunut melomaan Tyynenmeren ja paikallisia vesiä Mendocino Countyssa. Sen hakeminen varastosta oli hankalaa, jonka hän päätti ratkaista.

Hän löysi inspiraatiota vuoden 2007 New Yorkerin tarinassa Robert Langista, NASA: n fyysikosta, josta oli tullut kokopäiväinen origami-taiteilija vuonna 2001. Lang sovelsi matemaattista taustaansa taitettaessa taiteen uusille rajoille luomalla kappaleita, jotka eivät koskaan ennen ole mahdollisia. Hän aloitti tutkimuksen käytännöllisistä mahdollisuuksista, kuten säiliöt, lääketieteelliset implantit ja turvatyynyt.

"Aion miettiä, voisinko taittaa kajakin paperin kanssa", sanoo Willis, joka oli äskettäin suorittanut arkkitehtonin tutkinnon Berkeleyn Kalifornian yliopistosta.

Hän oli tehnyt pienenä origamin lapsena, mutta ei mitään hienostunutta. Hän alkoi taittaa mallia toisensa jälkeen, harhaileen viikonloppuisin. Kajakkimuodon tekeminen oli suhteellisen helppoa, mutta toinen taitosarja yhden materiaaliarkin muuttamiseksi laatikkona, joka oli tarpeeksi pieni kantamaan ylisuuria reppuja, osoittautui vaikeaksi. Kaksi vuotta ja yli 25 mallia myöhemmin hänellä oli toimiva prototyyppi, joka käynnisti Kalifornian yrityksen Oru Kayakin ja veti paneelin Shark Tankiin. Oru, jossa Willis on suunnittelupäällikkö, myy nyt neljä mallia taitettavia kajakkeja. . Yksi niistä on jopa San Franciscon modernin taiteen museossa.

Oru Kajakin kokoonpano Oru Kayak -kokoelma (Oru Kayak)

Vaikka ajattelemme origamista taiteen muodossa, avaruusalan, lääketieteen, robotiikan, arkkitehtuurin, yleisen turvallisuuden ja armeijan yritykset ja tutkijat käyttävät sitä yhä useammin ratkaisemaan kiusallisia suunnitteluongelmia, usein isojen asioiden sovittamiseksi pieniin tiloihin. Amerikkalainen koneinsinööriyhdistys sisällyttää nyt origamin vuosittaisiin konferensseihinsa. Niin on myös American Mathematical Society.

Muutoksen keskipisteessä on pieni joukko tutkijoita ja insinöörejä, jotka puolustavat japanilaisen taiteen käytännön sovelluksia. Heistä tärkein on Lang, intohimoinen prosessoija origamin taidetta ja tiedettä varten. Hän ansaitsi kandidaatin tutkinnon Caltechissa ja maisterin tutkinnon Stanfordin yliopistossa, molemmat sähkötekniikan alalta, ennen valmistumistaan ​​tohtoriksi. sovellusfysiikassa Caltechissa. Hän taittui koko tapaksi rentoutua suunnittelemalla pääasiassa virheitä ja eläimiä - erakkorapu, hiiri hiirenloussa, muurahainen. Jotkut kestivät häneltä viikkoja suunnittelulle ja tunteja taittaa. Pian sen jälkeen, kun hän aloitti työskentelyn NASA: n vesisuihkulaboratoriossa vuonna 1988 (Lang on julkaissut yli 80 artikkelia ja sillä on 50 patenttia), hän taitti elämänkokoisen käkikello.

Vuonna 2001 hän jätti silloisen työpaikkansa kuituoptiikkayrityksessä JDS Uniphase keskittyäkseen taiteeseensa. Hän kirjoitti paperin, jossa hahmoteltiin algoritmi origami-suunnittelulle. Lisää papereita seurasi. Hän on kirjoittanut kirjoja, hassu ja vakava, sekä tietokoneohjelmia, joiden nimet ovat esimerkiksi TreeMaker ja Tessellatica ja jotka ottavat yksinkertaisia ​​tikkukuvioita ja luovat rypytyskuvioita. Yksi paperi kiinnitti Lawrence Livermoren kansallisen laboratorion insinöörejä, jotka työskentelivät teleskooppilinssillä, jota he tarvitsivat taittaakseen matkaansa avaruuteen. Hän auttoi suunnittelemaan silmälasien jalkapallokentän kokoisen linssin prototyypin, joka olisi venynyt Manhattanin kokoiseksi, jos projekti olisi rahoitettu. Hän kuuli myös vastaavasta suunnittelusta Starshade-nimisen Jet Propulsion Laboratoryn kanssa, joka on valtava, taitettava iiris, joka estää valoa kaukaisista tähtiä parantamaan avaruusteleskoopin kykyä.

Nykyään Lang jakaa aikansa taiteen ja konsultoinnin välillä monenlaisissa projekteissa yritys- ja akateemisten kumppaneiden kanssa. "Jokainen hyvä tiedemies on osittain taiteilija", hän sanoo.

Langin tutkimuspaperit houkuttelivat tekniikan professoria ja Brigham Youngin yliopiston tutkijaa Larry L. Howellia sen jälkeen, kun jatko-opiskelija ehdotti origamin tutkimista suunnittelupalvelujen luomiseksi. "Tajusimme, että näiltä origami-taiteilijoilta voimme oppia paljon asioita, jotka voivat auttaa meitä tekemään tekniikkaa tavalla, jota emme olisi löytäneet perinteisiä lähestymistapojamme käyttämällä", hän sanoo.

He ovat tehneet yhteistyötä useissa projekteissa. Howell myöntää, että hän oli aluksi varovainen etenkin kun haettiin liittovaltion rahoitusta. Hänellä oli visioita senaattorista, joka kysyi, miksi liittovaltion tutkimusrahat menivät origamille, mikä hänen 10-vuotiaan lapsenlapsensa tiesi miten tehdä. Yksi kansallisen tiedesäätiön rahoittamista alkuperäisistä hankkeista oli aurinkopaneelin suunnittelu, joka tiivistyi 9 jalkaan laukaisun aikana, mutta joka oli sijoitettu 82 jalkaan avaruudessa virran tuottamiseksi. Se antoi origamin uskottavuuden korkean teknologian suunnittelussa. Lisää hankkeita - ja lisää tutkimuspapereita - seurasi.

Howell ja hänen opiskelijatutkijansa ovat sukelluneet lääketieteeseen, missä origamin käyttäminen kompaktilaitteiden luomiseen on erityisen hyödyllinen robottileikkauksessa. He keksivät oricepsit, pienet kirurgiset tarttujat, jotka perustuvat origami-ideaan, nimeltään chompers. He loivat kelauslaitteen työntääkseen syrjään elimen robottileikkauksen aikana, joka voidaan työntää pienen viillon läpi ja asentaa sitten vartalon sisään. Da Vinci Surgical Systems -yritys, Intuitive Surgical, lisensoi heidän patenttinsa.

Keskustelltuaan kotimaan turvallisuusviraston virkamiesten kanssa Howellin joukkue työskenteli Langin kanssa ja suunnitteli taitettavan Kevlar-suojan, joka suojaa kahta tai kolmea ihmistä. Lisenssisopimus on neuvotteluissa. He neuvottelivat rautatieyhtiön kanssa origami-mittojen suunnittelusta veturien etuosaan, jotka taittuvat autojen ollessa kytkettyinä, mutta asentuvat edessä ollessaan, mikä tekee niistä aerodynaamisempia. Messut säästävät miljoona dollaria vuodessa polttoainekulut, Howell sanoo. Ja he ovat suunnitelleet paremmin istuvan aikuisten vaipan origamin avulla.

Lang sanoo, että monet tutkijat tekivät samanlaista työtä itsenäisesti. "Vaikka en tiennyt siitä tuolloin, oli ollut muita ihmisiä, jotka houkuttelivat matematiikkaa, origamia ja tekniikkaa", hän sanoo. "Mielestäni ei ollut niin paljon, että yksi henkilö käynnisti tämän kentän, mutta että olemme tavoin saavuttaneet kriittisen massan ideoita ja matemaattisista taustoista kärsiviä ihmisiä osallistumaan ja sinulla oli kenttä kukka."

Harvardin robotisti käytti origamia suunnitellessaan tarttujan tarttuakseen pehmeiden runkojen syvänmeren olentoja kuten meduusoja vahingoittamatta niitä. Oxfordin yliopiston tutkijat kehittivät sydämen stentin, joka toimii vesipommin perinteisen origami-käsitteen avulla. Manan Aryalla, jet propulsiolaboratorion insinöörillä, on lempinimi "pääasiallinen origami". Hän kirjoitti väitöskirjansa origamin käytöstä avaruusrakenteissa.

Erik Demaine, Massachusettsin teknillisen korkeakoulun tietotekniikan professori ja kuvanveistäjän poika, seuraa Langin polkua harjoittaen origamitaidetta ja -tutkimusta. Hän ansaitsi MacArthurin "nero" -apurahan taittamista ja taivutusta koskevasta tutkimuksestaan. "Muutaman viime vuoden aikana origamin teknisistä ja tieteellisistä sovelluksista on ollut paljon enemmän jännitystä, että voit tehdä käytännöllisiä rakenteita, jotka muuttavat perusteellisesti niiden muotoa", hän kertoi PBS: n haastattelijalle. "Taittaminen antaa sinulle tavan ajatella muodonmuutosta."

Langin mielestä vetoomus ylittää toiminnan. "Origami-ratkaisuihin on esteettistä tyylikkyyttä, joka on vähän odottamaton ja vähän kaunis", hän toteaa. "Kun näet siirrettävän rakenteen, kuten aurinkopaneelin, aukeamaan kaikkien näiden paneelien liikkuessa eri suuntiin, ja sitten yhtäkkiä se laajenee tavalla, joka ei vaikuttanut mahdolliselta, vangitsee ihmisten mielikuvitukset."

Kuinka Origami mullistaa teollisen suunnittelun