用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
哈佛大学科学家设计出全新“折纸”结构物 充气后能自支撑扩展
2021/4/21 14:32:12 | 浏览:925 | 评论:0

可以简单折叠却又结构牢固的“建筑”怎么样?据英国《自然》杂志21日发表的一项工程学研究,美国哈佛大学科学家团队描述了一种受折纸启发的全新充气结构设计,这些充气结构展开后可以在原地固定,形成譬如拱门或避难帐篷等。该研究将为此类大型结构的工程学应用铺平道路。

从体育场外盖到太阳帆,工程师们利用可折叠设计构建了许多大型结构,这些结构甚至可以快速压缩到其尺寸的四分之一。在日常生活中,人们熟悉的充气城堡或是剪叉式升降机,这些压缩后适合运输、展开后又有较大体积的结构都具有多种用途,此类结构能因相对自主地展开,且展开后无需额外压力输入的设计而很受欢迎。

此次,哈佛大学研究人员卡提亚·波图尔蒂及其同事,从折纸艺术中汲取灵感,设计出了一种全新的能在充气后变成自支撑扩展结构的折纸形态。研究团队精确计算了构建充气结构所需的几何参数,包括对多个组合三角形(为保证刚性)和灵活铰链的要求。这种结构充气后能在原地固定,无需持续充气,但可以用真空泵压缩变回紧凑的结构。

根据研究人员的演示,一个高20厘米宽30厘米的折叠结构,充气后可成为高60厘米宽150厘米的充气拱门。此外,一个2.5米×2.6米×2.6米的避难帐篷,折叠后的尺寸仅有1.0米×2.0米×0.25米。

在一篇同时发表的新闻与观点文章中,科学家斯格里德·安德里安森表示,这一全新的折纸形态结构,可极大地“节省储存空间、运输成本和搭建时间,自动锁定充气系统,还能确保展开过程简便、展开后结构牢固”。不过,科学家也指出,在这些结构真正投入大规模使用前,尚有一些问题需要解决,因为必须进一步考虑大型物体可能更易受到压缩、拉伸应力以及变形的影响。

总编辑圈点

当我们兴致勃勃照着折纸教学视频挑战“手残”时,想不到工程师们居然以此为灵感,在几何分析和实验的指导下,创建出了稳定的大型“折纸”。这不再是简单的充气、放气过程——新结构可以原地部署并“锁定”,同时表现出坚固的特性。这一大型“折纸”的完成,需要考虑到气动系统、多重稳定性、抗压能力等诸多方面。在此之前,折纸原理其实已广泛应用于机器人领域,现今的新成果,无疑将为未来更加实用的大型充气结构奠定基础。

相关栏目:『科技前沿
工信部:未来产业六大方向聚焦人形机器人、脑机接口、量子科技等领域 2024-11-06 [339]
Gartner 公布2025年十大战略技术趋势 2024-10-31 [492]
这样图解Transformer应该没人看不懂了吧——Transformer工作原理 2024-10-16 [863]
Nature:智能体涌现出语言 2024-10-16 [837]
50个顶级ChatGPT论文指令 2024-10-10 [1055]
推荐五种简单有效的数据可视化方式 2024-10-10 [979]
这么有深度的文章是ChatGPT写的? 2024-10-10 [978]
讲透一个强大的算法模型,CNN!! 2024-10-10 [970]
人类与 AI 协同的三种模式 2024-10-10 [557]
11 种经典时间序列预测方法! 2024-10-09 [490]
相关栏目更多文章
最新图文:
慕波:爬取7万条帖子  看看人们都是怎么吐槽相亲的 :陈文玲: 必须推动中美关系回到正确轨道 Colleen Flaherty 翻译 刘勤:MIT教授发文《美国经济评论》 :生命科学受益于明星科学家们的死亡 :北京和上海金融人的最新鄙视链 :日本政府《氢能利用进度表》 :美国《2016-2045年新兴科技趋势报告》 :天津工业大学“经纬英才”引进计划 :浙江财经大学国际青年学者论坛的邀请函 (10/31-11/1)
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2024 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.