Учёные из Университета Бригама Янга разработали новый класс оригами-структур, получивших название bloom patterns — «узоры цветения». Эти конструкции складываются в плоский объект и раскрываются наподобие лепестков цветка. Такой принцип позволяет создавать компактные и надёжные системы, которые удобно транспортировать и разворачивать в космосе.
Исследование представило целое семейство радиально расширяющихся и плоско-складывающихся оригами-паттернов. Учёные разработали математическую модель для их описания и продемонстрировали, что все конструкции стабильно раскрываются, что крайне важно для космических миссий: одна ошибка в механизме может привести к провалу запуска.
Помимо бумажных прототипов, «узоры цветения» были воспроизведены из 3D-печатных пластиков и других материалов.
Применение в космосе и на Земле
Основное назначение таких структур — применение в космических аппаратах. Оригами-механизмы позволяют запускать компактные устройства, которые после выхода на орбиту разворачиваются в большие антенны, солнечные панели, оптические системы или защитные мембраны для телескопов.
Учёные отмечают, что благодаря своей симметрии и округлой форме «узоры цветения» обладают большей устойчивостью по сравнению с традиционными Z-образными схемами. На практике уже создана полноразмерная разборная купольная конструкция из картона на основе узора Ёсимуры.
Однако область применения не ограничивается космосом. Такие системы могут быть полезны для временных укрытий, складных архитектурных решений, мобильной робототехники или переносных конструкций, которые должны компактно складываться и быстро разворачиваться.
В рамках работы учёные подготовили целый каталог узоров, включающий схемы сгибов, цифровые модели, бумажные прототипы и видеозаписи процесса складывания. Дополнительно создана компьютерная программа, которая автоматически генерирует схемы узоров Ёсимуры на основе математических моделей.
