Résumé :
Vous avez probablement vu une sphère Hoberman : un réseau dynamique de tiges articulées qui peuvent s'effondrer ou se dilater avec juste un peu de force manuelle. Inspirée par l'art japonais ancien de l'origami et du découpage du papier, une équipe de recherche de l'Université Harvard aux États-Unis et de l'Université de Tokyo au Japon a développé une série de structures extensibles.
Ils sont similaires aux boules Hobermann, également reliées par des tiges et des joints en ciseaux. Les chercheurs l'appellent « une surface de ciseaux pliable et un réseau composite planaire », mais il pourrait être plus frais et plus facile à taper s'il s'appelait « Hobegami ».
Dans cette étude, un réseau composite plan en forme de tore peut être plié en un cylindre. "L'origami montre comment les plis codent la forme, et le kirigami montre comment les coupures libèrent le mouvement et donnent une fonction à la structure", a déclaré l'auteur principal Lakshmi Narayanan Mahadevan, professeur de mathématiques appliquées, de biologie des organismes et de physique à l'université de Harvard. "Cette étude présente une complémentarité. Question : Que peut-on réaliser lorsque les éléments de base ne sont plus des plis ou des coupures, mais des connexions ? »
Pour les objets, les outils, les structures et les véhicules, la pliabilité est une caractéristique de conception précieuse lorsque le volume, et pas seulement la masse, est le facteur limitant. Que vous pilotiez un sous-marin, un avion cargo ou un vaisseau spatial pour ravitailler la station spatiale, si vous pouvez supporter les coûts de carburant liés au poids supplémentaire, alors au lieu de réduire le nombre d'articles que vous transportez et de choisir des articles non pliables, vous pouvez charger davantage de meubles pliables, de casques, d'implants chirurgicaux, d'habitats, de cubesats, de combinaisons spatiales, de tores de vol et d'ailes volantes, réduisant ainsi le nombre de transports coûteux et risqués.
Pour faire de la pliabilité une caractéristique essentielle de la conception d'objets, l'équipe de Toyonaga a conçu un algorithme de conception analytique capable de créer progressivement des surfaces de ciseaux complexes. Toyonaga explique : "La forme globale peut être comprise à travers des règles purement locales, qui peuvent façonner la structure complète sur la base d'une série de décisions géométriques simples."
Cette approche "bloc par bloc" consiste à construire joint par joint pour être précis, en commençant par une connexion unique et en remontant vers le haut pour construire l'ensemble, plutôt que de partir de la forme complète et de travailler ensuite en arrière pour en dériver les joints discrets qu'elle contient. L'ensemble du processus ne nécessite que quelques paramètres de conception.
En utilisant cette méthode, l'équipe de Toyonaga, en collaboration avec Colter J. Decker et Robert J. Wood de l'Université Harvard, ainsi que Seri Nishimoto et Tomohiro Tate de l'Université de Tokyo, ont conçu et fabriqué des structures de diverses formes, notamment des spirales, des tores et des structures en forme de « boîte à œufs ».
Ces structures dynamiques ne correspondent peut-être pas entièrement aux descriptions imposantes de l'article de l'équipe de recherche, mais le réseau composite planaire de Harvard présente un autre avantage supplémentaire non mentionné dans l'article : l'esthétique. Avec leurs formes géométriques élégantes, ces structures « Hobegami » pourraient inciter davantage de designers à intégrer la pliabilité dans la conception de leurs produits. Après tout, qui choisirait un article statique si vous pouviez choisir un produit qui change de forme de manière dynamique, comme une version low-tech de Transformers, plutôt qu'une boîte, une chaise, une table, une tente ou tout autre objet utilitaire ?
Commentaires