Resumo:
Você provavelmente já viu uma Esfera de Hoberman – uma rede dinâmica de hastes articuladas que pode colapsar ou expandir com apenas um pouco de força manual. Inspirada na antiga arte japonesa do origami e do corte de papel, uma equipe de pesquisa da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, e da Universidade de Tóquio, no Japão, desenvolveu uma série de estruturas expansíveis.
São semelhantes às bolas de Hobermann, também conectadas por hastes e juntas de tesoura. Os pesquisadores chamam isso de “superfície de tesoura dobrável e estrutura composta planar”, mas pode ser mais legal e mais fácil de digitar se for chamado de “Hobegami”.
Neste estudo, uma rede composta planar em forma de toro pode ser dobrada em um cilindro. "O origami mostra como os vincos codificam a forma, e o kirigami mostra como os cortes liberam o movimento e dão função à estrutura", disse o autor sênior Lakshmi Narayanan Mahadevan, professor de matemática aplicada, biologia de organismos e física na Universidade de Harvard. "Este estudo apresenta uma complementaridade. Pergunta: O que pode ser alcançado quando os blocos de construção básicos não são mais vincos ou cortes, mas conexões? ”
Para objetos, ferramentas, estruturas e veículos, a dobrabilidade é um recurso de design valioso quando o volume, e não apenas a massa, é o fator limitante. Esteja você pilotando um submarino, um avião de carga ou uma espaçonave para reabastecer a estação espacial, se você puder arcar com os custos de combustível do peso extra, então, em vez de reduzir o número de itens que você carrega e escolher itens não dobráveis, você pode carregar mais móveis dobráveis, capacetes, implantes cirúrgicos, habitats, cubesats, trajes espaciais, toros de vôo e asas voadoras, reduzindo assim o número de transportes caros e arriscados.
Para tornar a dobrabilidade uma característica central do design de objetos, a equipe de Toyonaga desenvolveu um algoritmo de design analítico que pode construir gradualmente superfícies de tesoura complexas. Toyonaga explica: "A forma geral pode ser entendida através de regras puramente locais, que podem moldar a estrutura completa com base em uma série de decisões geométricas simples."
Esta abordagem "bloco por bloco" consiste em construir junta por junta para ser mais preciso, começando a partir de uma única conexão e trabalhando para cima para construir o todo, em vez de começar a partir da forma completa e depois trabalhar de trás para frente para derivar as juntas discretas dentro dela. Todo o processo requer apenas alguns parâmetros de design.
Usando esse método, a equipe de Toyonaga, juntamente com Colter J. Decker e Robert J. Wood, da Universidade de Harvard, e Seri Nishimoto e Tomohiro Tate, da Universidade de Tóquio, projetaram e fabricaram estruturas em uma variedade de formatos, incluindo espirais, toros e estruturas de "caixa de ovo".
Essas estruturas dinâmicas podem não corresponder inteiramente às imponentes descrições do artigo da equipe de pesquisa, mas a rede composta planar de Harvard tem outra vantagem adicional não mencionada no artigo: a estética. Com as suas formas geométricas elegantes, estas estruturas “Hobegami” podem inspirar mais designers a incorporar a dobrabilidade nos designs dos produtos. Afinal, quem escolheria um item estático se você pudesse escolher um produto que muda dinamicamente de forma, como uma versão de baixa tecnologia dos Transformers, em vez de uma caixa utilitária, cadeira, mesa, barraca ou outro item?
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