佐治亚理工学院的研究人员开发了一种新的计算机辅助方法，可以简化基于折纸结构的设计过程，使工程师和科学家更容易在图形上概念化新想法，同时生成在现实世界中构建结构所需的基础数学数据。
近年来的折纸纸折叠技术一直在研究努力的中心，专注于寻找古代艺术的实用工程应用，其中思想从可部署的天线到机器人武器。
佐治亚理工学院土木与环境工程教授Glaucio Paulino说:“我们的工作提供了一种方法，可以通过计算来预测设计的真正折纸行为——这是到目前为止还不容易做到的。”“有了新的软件，我们可以很容易地可视化，最重要的是，设计可部署的、自组装的和可适应的折纸系统的行为。”
该研究，由国家科学基金会得到支持，并在期刊中报告10月11日皇家社会的诉讼程序a，涉及构建计算机模型来模拟折叠纸两条小平面之间的相互作用，包括折叠将如何容易地弯曲以及扁平平面在运动期间变形的程度。
一旦所有部分都连接在一起并以数字方式表示一块折纸，该模型可以模拟结构如何基于什么类型的材料 - 从软纸到硬塑料或金属 - 将用于创建物体。
“这种类型的建模已经可以使用有限元分析，但这是一个耗时的过程，可能需要数小时或数天，并提供大量不必要的数据，”参与该项目的佐治亚理工学院研究生刘珂(Ke Liu)说。“我们的新流程要快得多，为我们提供了折纸如何工作的基础数据。”
该软件称为Merlin，允许研究人员模拟折纸结构如何响应来自不同角度的压缩力 - 一次或多个同时或几个。然后，研究人员可以快速调整所使用的材料类型或从压缩的角度来调整参数，以了解如何改变该部件的行为。
在其中一项模拟实验中，研究人员用一种叫做Kresling模式的圆柱形贝壳折纸技术，重新制作了一个可折叠的酒瓶礼品袋。当结构的顶部被压缩到一个阈值点时，包的部分会在多个阶段自行坍塌。
“该软件还允许我们了解能源在结构中存储的位置，更好地理解并预测物体如何弯曲，扭曲和捕捉，”Paulino表示。
Paulino和他的团队最近设计了一种能够重新配置的折纸结构，以折叠成不同的形状。目标是为可能最终重新配置自己的结构的基础，例如可以改变其形状并在不同频率下操作的天线。
“通过这种新的设计方法，我们能够通过设计的每一次迭代都能实现洞察力，这将引导我们的设计选择，并最终为我们提供更多的功率来微调这些结构，”Paulino表示。
该软件将免费为其他研究人员提供使用，并将被用作佐治亚理工学院的本科生的教育工具。
提交：M2M（机器到机器）
