Het duurde iets meer dan 10 jaar, maar de echte wetenschap heeft eindelijk de sciencefiction van Iron Man's transformerende exoskeletpak ingehaald.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Wetenschap Robotica , ingenieurs van de Brigham Young University detailleren nieuwe technologie waarmee ze complexe mechanismen in de buitenkant van een structuur kunnen bouwen zonder enige werkelijke ruimte onder het oppervlak in beslag te nemen.

Deze nieuwe klasse van mechanismen, genaamd "ontwikkelbare mechanismen, " danken hun naam aan ontwikkelbare oppervlakken, of materialen die 3D-vormen kunnen aannemen vanuit platte conformaties zonder te scheuren of uit te rekken, zoals een vel papier of metaal. Ze bevinden zich in een gebogen oppervlak (zoals, zeggen, de armen van Iron Man's pak) en kan transformeren of veranderen wanneer het wordt ingezet om unieke functies te vervullen. Wanneer niet in gebruik, ze kunnen naadloos terugvouwen in het oppervlak van de structuur.

"Deze nieuwe ontdekkingen maken het mogelijk om complexe machines te bouwen die integreren met oppervlakken om zeer compact te zijn, maar kan complexe taken inzetten en uitvoeren, " zei onderzoeker Larry Howell, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de BYU. "Het opent een hele nieuwe wereld van potentiële apparaten met meer functies, maar zijn nog steeds erg compact."

Het maken van hypercompacte mechanismen is iets dat steeds belangrijker wordt aangezien fabrikanten in medische, ruimtevaart en militaire industrieën werken voortdurend aan complexere functionaliteit in minder ruimte. Mogelijke toepassingen van ontwikkelbare mechanismen zijn onder meer:

• Medisch:Chirurgische instrumenten die zowel materialen kunnen snijden als licht kunnen gebruiken tijdens minimaal-invasieve chirurgie
• Voertuigen en vliegtuigen:opbergcomponenten die vanaf het binnenoppervlak van de romp kunnen worden ontplooid en volledig uit de weg kunnen worden geruimd wanneer ze niet worden gebruikt
• Militair:Quad-rotor drones met verstelbare spanwijdte voor montage in krappe ruimtes
• Ruimte:wielen die klauwen kunnen gebruiken voor het kruipen van rotsen, die vooral nuttig zou kunnen zijn voor een interplanetaire rover.

Deze nieuwe klasse van mechanische constructies is voortgekomen uit het werk van Howell en collega Spencer Magleby over op origami gebaseerde engineering, gedaan in samenwerking met origamikunstenaar Robert Lang. Van zonnepanelen voor NASA tot kogelvrije barrières voor politieagenten, hun werk heeft gezorgd voor nationale en internationale dekking. Toen de groep onderzoekers overging op gebogen origami-principes, de wiskunde onthulde een nieuwe manier om complexere machines te maken.

"Origami was hiervoor een opstapje, "Zei Magleby. "De kunst van origami heeft ons geïnspireerd om dingen te doen die niet eens op origami lijken, toch is het de kern van veel van deze nieuwe techniek."

De nieuwe onderzoekslijn wordt gesponsord door de National Science Foundation en omvat onderzoekers van BYU, de Universiteit van Zuid-Indiana en Lang Origami.

"Het is best cool om dingen te bereiken die in het verleden slechts sciencefiction waren, Howell zei. "Dit zijn ontdekkingen die ons in staat zullen stellen dingen te doen die niemand ooit eerder heeft kunnen doen. En we hopen dat andere ingenieurs, terwijl ze voortbouwen op deze ontdekkingen, zullen ze toepassen op manieren die zullen helpen om de wereld een betere plek te maken.