Ученые из Массачусетского технологического института разработали оригинальную складывающуюся конструкцию, которая открывает новые возможности в архитектуре, медицине и робототехнике.
Руководствуясь желанием определить простейшую трехмерную структуру с механической нестабильностью, инженеры из MIT собрали оригинальную «игрушку» с необычными свойствами. Сферическая складная конструкция состоит из 26 твердых подвижных элементов и 48 шарниров. На основе этой сферы был создан шарик Buckliball - полый сферический объект, сделанный из мягкой резины. Он не имеет движущихся частей, а на его поверхности в строго определенных местах сформированы 24 углубления. Когда из сферы выкачивают воздух, шарик сжимается, формируя прочные «колонны» между краями углублений. Некоторые части сферы при этом поворачиваются по часовой стрелке, некоторые против, но все движутся одновременно и гармонично, превращая изначальные круглые углубления в вертикальные и горизонтальные эллипсы-«колонны».
В результате Buckliball превращается в ромбокубооктаэдр и уменьшается до 46% от размеров исходной сферы. При этом «колонны» аналогичны по качествам широко распространенным строительным конструкциям и равномерно распределяют нагрузку в соответствии с изгибом, впервые описанным в 1757 году математиком Леонардом Эйлером.
Обычно изгиб – это нежелательный момент в конструкции. В частности, архитекторы стремятся избегать его или добавляют дополнительные несущие конструкции, что удорожает строительство и отражается на облике здания.
Для Buckliball, напротив, – изгиб желательный элемент, упрочняющий конструкцию. Это свойство можно использовать для создания больших зданий со складной крышей или стенами, а также крошечных капсул для доставки лекарств, уникальных манипуляторов для роботов, состоящих из одного сплошного куска материала. Ну и, естественно, Buckliball будет отличной игрушкой-трансформером для детей.
Надо отметить, что природа уже использует уникальные преимущества ромбокубооктаэдра. Так, некоторые вирусы вводят свою РНК через 60 отверстий, которые открываются или закрываются в зависимости от изменения кислотности внутри клетки. Поиск новых форм и отход от прямоугольных вертикально/горизонтальных конструкций может дать новый толчок в конструировании самых различных объектов и устройств.
