Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han desarrollado un nuevo enfoque asistido por computadora que simplifica el proceso de diseño de estructuras basadas en origami, lo que facilita a los ingenieros y científicos conceptualizar nuevas ideas gráficamente mientras generan simultáneamente los datos matemáticos subyacentes necesarios para construir elestructura en el mundo real.
Las técnicas de plegado de papel Origami en los últimos años han estado en el centro de los esfuerzos de investigación centrados en encontrar aplicaciones prácticas de ingeniería para el arte antiguo, con ideas que van desde antenas desplegables hasta brazos robóticos.
"Nuestro trabajo proporciona un medio para predecir computacionalmente el comportamiento real de origami de un diseño, algo que hasta ahora no se ha hecho fácilmente", dijo Glaucio Paulino, profesor de la Escuela Tecnológica de Ingeniería Civil y Ambiental de Georgia Tech ".Con el nuevo software, podemos visualizar fácilmente y, lo más importante, diseñar el comportamiento de los sistemas de origami desplegables, autoensamblables y adaptables ".
La investigación, que fue apoyada por la National Science Foundation e informó el 11 de octubre en la revista Actas de la Royal Society A implicó la construcción de un modelo de computadora para simular la interacción entre las dos facetas de una hoja doblada, incluida la facilidad y la distancia en que los pliegues se doblarían y cuánto se deformarían los planos planos durante el movimiento.
Una vez que todas las secciones se conectaron entre sí y representaron digitalmente una pieza de origami, el modelo podría simular cómo se comportaría la estructura en función de qué tipo de material, desde papel blando hasta plástico duro o metal, se utilizaría para crear el objeto..
"Este tipo de modelado ya era posible usando el análisis de elementos finitos, pero ese es un proceso que lleva mucho tiempo y puede llevar horas o días y proporciona muchos datos innecesarios", dijo Ke Liu, un estudiante graduado de Georgia Tech que trabajó enel proyecto "Nuestro nuevo proceso es mucho más rápido y nos da los datos subyacentes de cómo funciona el origami".
El software, que se llama MERLIN, permite a los investigadores simular cómo las estructuras de origami responderán a las fuerzas de compresión desde diferentes ángulos, uno a la vez o varios simultáneamente. Los investigadores pueden ajustar rápidamente los parámetros para el tipo de material utilizadoo desde qué ángulo se comprime para ver cómo eso cambiaría el comportamiento de la pieza.
Para una de sus simulaciones, los investigadores recrearon una bolsa de regalo de botella de vino plegable que usa un origami de concha cilíndrica llamado patrón de Kresling. Cuando la parte superior de la estructura se comprime a un punto umbral, las secciones de la bolsa colapsan sobre sí mismasetapas múltiples.
"El software también nos permite ver dónde se almacena la energía en la estructura y comprender y predecir mejor cómo se doblarán, retorcerán y romperán los objetos", dijo Paulino.
Paulino y su equipo diseñaron recientemente una estructura de origami capaz de reconfigurarse para plegarse en diferentes formas. El objetivo era sentar las bases para estructuras que eventualmente podrían reconfigurarse, como una antena que podría cambiar su forma y operar a diferentes frecuencias.
"Con este nuevo enfoque de diseño, podemos obtener información con cada iteración del diseño, lo que guiará nuestras elecciones de diseño y, en última instancia, nos dará más poder para ajustar estas estructuras", dijo Paulino.
El software se proporcionará de forma gratuita para que otros investigadores lo utilicen y se utilizará como una herramienta educativa para estudiantes de pregrado en Georgia Tech.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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