工学：メートルスケールの多安定型可膨張式折り紙構造

競技場の屋根から太陽帆まで、そのサイズを何分の1かに素早く圧縮できる大規模構造の設計は、展開可能性に依拠している。歴史的に、展開可能な系の設計には2つの主要戦略が用いられてきた。第一の最も頻繁に用いられる手法は、同調して伸縮可能な、相互接続した棒状の要素からなる機構を用いるもので、これは時に、双安定要素を通して適所で固定される。第二の戦略は、1回の圧力注入によって目的の形状に変形する膨張可能な膜を利用するものである。しかし、いずれの戦略を用いても、展開後に適所で固定可能な閉領域を得ることはできない。連結を用いた構造に保護カバーを一体化させることは難しく、空気圧系は、膨張した形状を維持するために一定の圧力をかけ続ける必要がある。今回我々は、日本の折り紙から着想を得て、剛性の壁面を持つ展開可能な多安定型可膨張式構造を設計した。我々はまず、幾何学的解析と実験を指針として、流体による1回の圧力注入で展開可能な、双安定型折り紙形状のライブラリーを作成した。次に我々は、これらの形状ユニットを組み合わせて、アーチや緊急シェルターなどのメートルスケールの機能性構造体を構築した。これは、展開後に適所で固定され、硬い面を通して丈夫な閉領域を提供する、大規模な可膨張式の系を構築する直接的手段となる。

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