Νέα

Επικαλύψεις παπουτσιών με έμπνευση Kirigami για να γλιστράτε τα παπούτσια σας

Επικαλύψεις παπουτσιών με έμπνευση Kirigami για να γλιστράτε τα παπούτσια σας

Οι περισσότεροι από εμάς ήμασταν εκεί πριν. Περπατώντας σε μια ολισθηρή επιφάνεια, τα πόδια σας παραχωρούν, πέφτετε και αφήνετε απλωμένοι στο πάτωμα μοιάζοντας με Bambi στον πάγο ενώ οι φίλοι σας πέφτουν πάνω τους.

Ευτυχώς, μια ομάδα μηχανικών στο MIT ένωσαν το κεφάλι τους για να βρουν μια λύση στα δεινά μας.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΟΡΙΓΑΜΙ-ΕΜΠΝΕΥΜΕΝΕΣ ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΜΕΛΛΟΝ ΤΩΝ ΑΛΑΤΩΝ ΡΟΜΠΤΙΚΩΝ

Εμπνευσμένο από την ιαπωνική τέχνη κοπής χαρτιού του kirigami, μια παραλλαγή του origami, οι μηχανικοί του MIT σχεδίασαν ένα υλικό ενίσχυσης της τριβής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει την κάτω πλευρά των παπουτσιών για να τους δώσει ισχυρή πρόσφυση σε ολισθηρές επιφάνειες, συμπεριλαμβανομένου του πάγου.

Ιαπωνική τέχνη που εμπνέει επιστημονική έρευνα

Σε αντίθεση με το origami, η ιαπωνική τέχνη του kirigami περιλαμβάνει την κοπή καθώς και την αναδίπλωση. Η ομάδα των ερευνητών το σχεδίασε για να δημιουργήσει μια εντυπωσιακή επίστρωση παπουτσιών που ανοίγει όταν ένας φορέας τοποθετεί το πόδι τους σε μια επιφάνεια, δημιουργώντας μια αγκαθωτή επιφάνεια.

Μετά από μια σειρά εργαστηριακών δοκιμών, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν τα άτομα που φορούσαν αυτά τα παπούτσια με επικάλυψη kirigami περπατούσαν σε μια παγωμένη επιφάνεια, θα μπορούσαν να περπατούν πιο σταθερά καθώς τα παπούτσια τους δημιούργησαν μεγαλύτερη τριβή από τις μη επικαλυμμένες εκδόσεις.

Οι ερευνητές λένε ότι, εκτός από την αποτροπή των περιστασιακών ενοχλητικών ελιγμών των φυτών προσώπου μεταξύ φίλων, αυτά τα παπούτσια μπορεί επίσης να έχουν σημαντική εφαρμογή για να βοηθήσουν τους ηλικιωμένους, καθώς είναι πιο επιρρεπείς σε πτώση και προκαλούν σοβαρό τραυματισμό.

«Μέσα από αυτήν την εργασία, ξεκινήσαμε να αντιμετωπίζουμε την πρόκληση της πρόληψης πτώσεων, ιδιαίτερα σε παγωμένες, ολισθηρές επιφάνειες και αναπτύξαμε ένα σύστημα με βάση το kirigami που διευκολύνει την αύξηση της τριβής με μια επιφάνεια», δήλωσε ο Giovanni Traverso, βοηθός καθηγητής μηχανικών του MIT είπε η μηχανική Νέα του MIT.

Ο Traverso, μαζί με την Katia Bertoldi, καθηγήτρια εφαρμοσμένης μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, είναι ένας από τους ανώτερους συγγραφείς της μελέτης, η οποία δημοσιεύεται σήμερα στοΦύση Βιοϊατρική Μηχανική. Ο MIT Research Scientist Sahab Babaee είναι ο κύριος συγγραφέας της εργασίας.

Το Κιριγκάμι έχει ιστορία με την επιστήμη

Δεν είναι η πρώτη φορά που οι τέχνες του kirigami και του origami χρησιμοποιήθηκαν ως μούσα από τους επιστήμονες: πρόσφατα αποκαλύφθηκαν μηχανές μαλακής ρομποτικής εμπνευσμένων από origami από επιστήμονες του Caltech. Οι επιστήμονες του MIT αποκάλυψαν επίσης πρόσφατα επιδέσμους εμπνευσμένους από kirigami που κολλάνε με ασφάλεια στο δέρμα, καθώς και αισθητήρες που μπορούν να βοηθήσουν τα μαλακά ρομπότ να προσανατολιστούν στο διάστημα. Οι ερευνητές του Χάρβαρντ δημιούργησαν ένα ρομπότ εμπνευσμένο από φίδι και kirigami.

Στην περίπτωση των παπουτσιών kirigami του MIT, η τεχνική κοπής χαρτιού βοήθησε τους ερευνητές να δημιουργήσουν μια επίστρωση που παραμένει επίπεδη ενώ ένα άτομο στέκεται ακίνητο, αλλά ανοίγει σε μικρές αιχμές κατά τη διάρκεια της φυσικής κίνησης των ποδιών. Το περίπλοκο μοτίβο που χρησιμοποιείται μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα λεπτό φύλλο από μέταλλο ή πλαστικό.

«Η καινοτομία αυτού του τύπου επιφάνειας είναι ότι έχουμε μια μετάβαση σχήματος από μια επίπεδη επιφάνεια 2D σε μια τρισδιάστατη γεωμετρία με βελόνες που βγαίνουν», λέει ο Babaee. "Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτά τα στοιχεία για τον έλεγχο της τριβής, επειδή οι αιχμηρές βελόνες μπορούν να βγουν μέσα και έξω με βάση το τέντωμα που εφαρμόζετε."

Οι ερευνητές δοκίμασαν την τριβή που δημιουργήθηκε από μια ποικιλία σχεδίων σε διαφορετικές επιφάνειες, όπως πάγο, ξύλο, δάπεδο βινυλίου και τεχνητό χλοοτάπητα. Διαπίστωσαν ότι όλα τα σχέδια αύξησαν την τριβή, αν και το καλύτερο αποτέλεσμα προήλθε από ένα μοτίβο κοίλων καμπυλών.

Χρησιμοποιώντας μια πλάκα δύναμης, ένα όργανο που μετρά τις δυνάμεις που ασκούνται στο έδαφος, η ομάδα στη συνέχεια εξέτασε εθελοντές χρησιμοποιώντας τα παπούτσια και διαπίστωσε ότι η ποσότητα τριβής που δημιουργήθηκε ήταν 20 έως 35 τοις εκατό υψηλότερη από την τριβή που προκαλείται από τα κανονικά παπούτσια.

Πρόληψη τραυματισμών και πτώσεων

Οπως και Νέα του MIT αναφορές, οι επιστήμονες εξετάζουν τώρα εάν θα σχεδιάσουν παπούτσια που έχουν ήδη ενσωματωμένη επίστρωση ή αν θα δημιουργήσουν ένα λεπτό φύλλο που μπορεί να εφαρμοστεί όταν χρειάζεται.

Οι ερευνητές λένε ότι η επίστρωση θα μπορούσε να βοηθήσει τους ηλικιωμένους καθώς και τα άτομα που εργάζονται σε ολισθηρές επιφάνειες, όπως σε υγρά ή λιπαρά περιβάλλοντα.

«Εξετάζουμε πιθανές διαδρομές για εμπορευματοποίηση του συστήματος, καθώς και περαιτέρω ανάπτυξη του συστήματος μέσω διαφορετικών περιπτώσεων χρήσης», λέει ο Traverso.

Το να πέσεις στο πρόσωπό σου και να είσαι το άκρο των αστείων των φίλων σου μπορεί να γίνει κάτι παρελθόν. Το πιο σημαντικό, αυτή η έξυπνη τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει στην πρόληψη ατυχημάτων για τους ηλικιωμένους, καθώς και για άτομα που εργάζονται σε επικίνδυνα περιβάλλοντα.


Δες το βίντεο: Meindl Boot repair (Ιούλιος 2021).