Sebuah tim peneliti mengambil inspirasi dari kirigami, bentuk seni kertas Jepang, untuk menciptakan material baru — mulai dari kotak datar hingga struktur 3D apa pun yang diinginkan.
Ada lsangat lemah antara matematika dan seni. Rupanya, hal yang sama juga berlaku pada ilmu material dan seni kertas.
Sekilas, grid dengan pola ubin datar yang dikembangkan oleh tim peneliti MIT tampaknya bukanlah sesuatu yang luar biasa.
Tetapi tarik saja seutas tali kecilyang menonjol di satu sisi sehingga panggangan dengan cepat berubah menjadi… yah, menjadi struktur tiga dimensi apa pun untuk apa itu dirancang.
Bahan baru ini, yang terinspirasi oleh teknik seni kertas Jepang yang dikenal sebagai kirigami, dapat memiliki beragam aplikasi yang mengesankan, mulai dari perangkat medis yang dapat diangkut dan robot yang dapat dilipat hingga habitat ruang modular di Mars.
Materi baru disajikan dalam a artikel baru-baru ini diterbitkan di majalah Transaksi ACM pada Grafik.
Untuk membuat material baru, tim mengembangkan algoritma yang menerjemahkan struktur 3D yang disediakan menjadi grid datar yang terdiri dari ubin segi empat. Prosesnya meniru cara seniman yang berlatih kirigami (dalam bahasa Jepang, “memotong kertas”) melakukan pemotongan tertentu “mengkodekan” atau materi dengan sifat unik.
Akib Zaman/MIT
Dengan tarikan seutas tali yang sederhana, sosok 3D terbentuk
Mekanisme spesifik yang diterapkan dikenal sebagai mekanisme auxeticyaitu struktur yang menjadi lebih tebal saat diregangkantetapi lebih tipis saat dikompresi, jelas penulis penelitian dalam artikel di Berita MIT.
Kemudian, algoritme menghitung “jalur tali optimal” untuk meminimalkan gesekan dan menghubungkan titik pengangkatan di sepanjang permukaan sehingga kisi-kisi mengambil bentuk 3D yang diinginkan dengan satu tarikan lembut.
“Kesederhanaan seluruh mekanisme penggerak merupakan keuntungan nyata dari pendekatan kami,” jelasnya. Akib Zamanpenulis utama studi dan mahasiswa doktoral di MIT. “Yang harus kami lakukan hanyalah memasukkan desain dan algoritma kami secara otomatis mengurus sisanya”.
Setelah beberapa kali simulasi, tim akhirnya menerapkan metode tersebut pada beberapa desain benda nyata, termasuk peralatan medis seperti belat atau korektor postur dan struktur mirip igloo.
Selanjutnya, algoritmanya adalah “agnostik mengenai cara pembuatannya”, jadi para peneliti terpaksa kotak kayu lapis yang dipotong laser untuk membuat a kursi lipat penuhdalam skala manusia — dan yang menopang berat seseorang saat digunakan sebagai kursi sungguhan.
Penulis penelitian menunjukkan bahwa akan ada “tantangan rekayasa spesifik skala” dalam kasus struktur arsitektur yang lebih besar. Namun karena ini merupakan metode baru, mudah digunakan dan relatif terjangkau, tim kini dengan antusias mengeksplorasi cara untuk mengatasi hambatan-hambatan tersebut — bersamaan dengan pembangunan struktur yang lebih kecil dengan menggunakan teknik yang sama.
“Saya berharap orang-orang dapat menggunakan metode ini untuk membuat berbagai macam struktur berbeda yang dapat dilipat,” simpul Zaman.
Namun tim ini tidak akan berhenti di situ — dan sudah berencana untuk membuat terungkapnya dirisehingga strukturnya tidak harus diaktifkan oleh manusia atau robot.
