Het vouwen van een papieren kraan is een langzaam, methodisch proces. Dat geldt ook voor het ontvouwen van een reeks zonnepanelen in de ruimte.

Maar voor andere transformaties, snelheid is belangrijker. In een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven in december, onderzoekers van Northeastern toonden aan dat het mogelijk is om de vorm van een op origami geïnspireerde structuur in minder dan een seconde te veranderen.

"We kunnen niet alleen heel snel schakelen tussen verschillende configuraties - minder dan een seconde - maar het is ook zeer betrouwbaar, " zei Samuel Felton, een assistent-professor mechanische en industriële techniek.

De structuur, ontworpen door Felton en Chang Liu, een afgestudeerde student in de techniek, ziet er bedrieglijk eenvoudig uit. Het is gemaakt van twaalf stukjes plastic die in een y-vorm aan elkaar zijn geplakt met scharnieren ertussen. Maar afhankelijk van de richting waarin elk scharnier buigt, het kan 17 verschillende vormen maken.

De onderzoekers ontdekten dat ze de structuur in wezen in verschillende vormen konden schudden met behulp van een enkele motor om het scharnier aan de onderkant van de y-vorm snel te openen en te sluiten. De resulterende configuratie wordt bepaald door hoe ver het scharnier opent voordat het terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie.

Typisch, Op origami geïnspireerde techniek vereist nauwkeurige controle van elk scharnier om perfect stijve panelen in de juiste volgorde op hun plaats te krijgen. Maar Felton en Liu gebruiken panelen die enigszins flexibel zijn. Met een beetje vaart, elk scharnier kan heen en weer springen tussen zijn twee posities, zoals de klaparmbanden die in de jaren negentig een populaire rage werden.

"Het is snel en herhaalbaar, wat zeldzaam is voor origami-transformatie, ' zei Felton.

De onderzoekers zeiden dat hun structuur zou kunnen worden gebruikt om nieuwe op origami gebaseerde ontwerpen op verschillende technische gebieden te informeren. Felton is vooral geïnteresseerd in het bouwen van arrays van antennes die snel opnieuw kunnen worden geconfigureerd om grote gebieden effectiever te scannen.

Antenne-arrays bestaan ​​uit meerdere antennes die samenwerken om signalen te detecteren en de richting te bepalen waar ze vandaan komen. Maar bij stilstand arrays zijn het beste in het oppikken van signalen uit een bepaalde richting. Om meer informatie te verzamelen, ze moeten verhuizen.

"Ditzelfde op origami geïnspireerde patroon, als we het geleidend maken, werkt als een antenne, "Zei Felton. "We zouden meerdere antennes op hetzelfde mechanisme kunnen aansluiten. Vervolgens, in plaats van er slechts één te bedienen, we kunnen er een hele reeks van activeren. Je zou ze allemaal een klein beetje kunnen veranderen."

Het is misschien sneller om een ​​reeks antennes te heroriënteren door ze in een nieuwe vorm te schudden dan door andere momenteel beschikbare methoden te gebruiken, zei Felton. En omdat veel antennes met een enkele motor konden worden afgesteld, de arrays kunnen worden geminiaturiseerd voor gebruik op drones en andere technologie waarbij ruimte en gewicht een factor worden.

Felton en Liu zijn ook op zoek naar mogelijkheden om hun werk toe te passen op robotica.

"Met origami, in theorie kun je alles folden, ' zei Felton.