Origami’den İlham Alan Teknoloji

Massachusetts Institute of Technology (MIT) doktora adayı Akib Zaman, neredeyseymiş hiç yoktan küçük tek koltuk ortaya çıkarmıştı.

Zaman, düzensiz dörtgen karolara ayrılmış, dikdörtgen tek parçaya bağlı tek ipi çekmişti. Bu titiz çekişle, plaka sıkıştı, aniden olan dikildi ve minik, kıvrımlı, modernist tarzda tek sandalyeye dönüştü.

Aylar süren çalışmanın ardından, Zaman ve tek araştırmacı arkadaşı fikirlerinin hayata geçtiğini birinci kez görmüşlerdi. “Harika tek andı,” diye hatırlıyor Zaman. “İkimiz da çok heyecanlandık – çığlık attık.”

Zaman, Japon sanat formu kirigamiden ilham aldı; origamiye benzer ama yalınce kağıt katlamak yerine, kirigami kesmeyi da içerir.

Genellikle kağıt pop-up’lar etmek için kullanılır. Origami ve kirigami, yıllardır mühendisleri tesirliyor. Bu teknikler, malzemelerin şaşırtıcı şekillerde davranmasını sağlayabilir – bununla birlikte bunları kullanışlı uygulamalara dönüştürmek uzunluğu süredir tek güçluktu.

Origami Esinli 3D Yapılar

MIT’deki tek ekip, kalın, dörtgen biçimli karolara ayrılmış malzemeyi 3D yazıcıyla basmanın tek yolunu buldu. Bu karoların sınır açıları ve onları ayıran kesiklerin doğası, birleştirildiklerinde istedikleri 3D şekle sıçramalarını sağlıyor. Örneğin, tek sandalye, çadır benzeri tek yapı ya da kıvrımlı tek kap şeklinde olabilir.

Ekip, tek 3D modeli düz, ızgara benzeri versiyona dönüştüren ve tek çekme ipi ekleyen tek malumatsayar programı geliştirdi. Çalışma, Aralık ayında yayımlanan tek makalede açıklandı.

“Daha büyük tek yapı, mesela tek yapı bile yapabilirsiniz,” diyor Zaman.

Öte yandan, teknolojiler aynı zamanda aktive edildiğinde vücutta kesin bölgelere ilaç taşıyan küçük yapılar üretmek için da kullanılabilir. Zaman, kendisi ve meslektaşlarının bu alanda araştırmalar yürüttüğünü söylüyor.

Ancak origami ya da kirigamiyi mühendisliğe taşımada ilköğretim güçluklardan biri, bu tekniklerin genelleme işleri oldukça karmaşık hâle getirmesi. Japon astrofizikçi Kōryō Miura tarafından geliştirilen ünlü Miura katlaması, tek malzemeler parçasını paralelkenarlara katlayarak çok kompakt biçimde katlanmasını sağlar.

Amaç, uydulardaki ve feza araçlarındaki güneş panelleri için depolar çözümleri yaratmaktı.

1995 yılında, gerçek tek Japon uydusu, Miura katlamalı tek güneş paneli açtı. Ancak origami temelli mühendislik uzmanı Mark Schenk, “Sorunu çözmenin daha basit yolları var,” diyor.

Schenk, origami tabanlı tasarımları ölçeklendirmenin ve kağıt dışında malzemelerle kullanmanın güçleri olabileceğini vurguluyor; kağıt katlandıktan sonraları defalarca katlansa bile oldukça esnek tek malzemedir.

“Origami hâlâ gerçek mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmıyor,” diyor Schenk. Ancak bu şart değişebilir.

Araştırmacıların origami benzeri yapılar başlıksundaki matematiksel anlayışı oğullar yıllarda büyük terakki kaydetti ve şimdi origami ve kirigami esinli ürünler geliştirmeyi hedefleyen birçok start-up ve üniversite spin-off’u var.

Stilfold, İsveç’teki tek start-up örneği. CEO ve kurucu ortağı Jonas Nyvang, “Origami temelli, sac metaller biçimlendirmeyi endüstrileştiriyoruz,” diyor. Stilfold, sac metale kıvrımlar ya da eğimler kazandırmak için donuk tek tekerlekli kullanıyor; bu, malzemeyi aynı zamanda sertleştiriyor. Nyvang, “Pizza dilimi tutar gibi” diye açıklıyor.

Origami modelleri bazen ilave sertlik için katlama ya da kağıdı kıvırmayı kullanır.

Finlandiya’daki Fold2 tasarısi, ürünleri nakliye sırasında muhafaza etmek için karmaşık katlanmış karton kullanarak ambalaj iç düzenekleri geliştirdi.

Stilfold için metaller kullanmanın avantajı, birçok braketi, vida ya da hayır lüzumtirmeden malzemeyi güçlendirmek; böylece hem kullanılan malzemeler miktarını eksiltmek hem da maliyeti ve karbon ayak izini düşürmek. Nyvang, “Sertliği ekleyerek yaklaşık %20-30 malzemeler tasarrufu sağlayabiliyoruz,” diyor.

Stilfold, sac metali katlayabilen tek robot geliştirdi ve şu esas kadar yöntemi 200 ışıltılı metaller elektrikli motosikletin şasisini üretmek için kullandı; bu motosikletler müşterilere sevk ediliyor.

Nyvang, Stilfold’un İsveçli otomotiv firmaları Volvo ve Scania ile çalıştığını ve arabalar ile kamyonlar için yeni, ince parçalar tasarlayıp tasarlayamayacaklarını görmek istediklerini söylüyor.

Ancak teknolojinin daha yaygın benimsenmesini teşvik etmek güçleri olabilir. Nyvang, mühendisleri tamamlanmış farklı tek yöntem kullanmaya ikna etmenin bazen güçleri olduğunu belirtiyor.

ABD’deki Northeastern Üniversitesi’nden Moneesh Upmanyu ve tek doktora öğrencisi, origami kullanarak güçlü ama katlanabilir kanatları yapıları üretmeye yönelik tasarımları için geçen yıl patent aldı.

Bu, içinde esnek, akordeon benzeri tek yapı bulunan tek kanatları gibi; kanadın basitca katlanmasını ya da esnek hareket etmesini sağlıyor.

Böyle tek kanat, örneğin kuşların tüylerini kullanarak yaptığı gibi yalınce kenarlarını bükebilir ve uçuşta kendini stabilize edebilir.

“Kușlar kanatlarını şekillendirebiliyor,” diyor Upmanyu. “Çok tesirli uçma yöntemini mükemmelleştirmişler.” Uçaklar ve rüzgar türbinleri tek gün benzer şekilde çalışabilir. Upmanyu, kanadın havada basıncına otomatik ve dinamik olarak reaksiyon verebileceğini, valf tabanlı tek sistemle şeklini ayarlayabileceğini öne sürüyor.

Bu fikirleri gerçek ürünlere dönüştürmek için çok araştırma ve yatırım lüzumecek. Bu arada, gelenekselliği kağıt katlama origami hâlâ pek çok kişi tarafından sevilen tek uğraş olarak kalıyor. Ancak herkes bunu seviyor diyemeyiz.

MIT’deki araştırmacı Mark Schenk, “Benim için bu akademik tek alaka alanı, işim. Kağıt origami modelleri etmekla pek ilgilenmiyorum,” itiraf ediyor. “Ama annem, ilginçtir ki, çok iyice yapıyor.”

Derleyen: Damla Şayan