工学：プログラム可能な再構成を示す、切り紙に着想を得たパラシュート

切り紙の技法は、切り込みパターンを用いて1枚のシートを特定の様式に変形するようプログラムして、エキゾチックな機械的特性や挙動を付与することを可能にする。今回我々は、円盤をプログラムして、流体–構造相互作用の下で展開すると変形して安定に落下するパラシュートになるようにした。パラシュートは、製造するのに費用がかかる上、細心の注意を要するため、人道支援物資の空中投下やドローン配送への使用が制限されている。円盤に閉ループ切り紙パターンをレーザーで切り込むことで、容易に製造されたパラシュートに多孔性と柔軟性が付与された。我々は、カスタムメイドの流れ誘起再構成モデルを用いて風洞試験と数値シミュレーションを行うことで、切り紙に着想を得たパラシュートを実現する設計ツールを開発した。我々は、こうした結果を指針に、センチメートルスケールからメートルスケールのパラシュートを作製し、現実的な条件で試験した。荷重/面積比が小さいと、切り紙に着想を得たパラシュートは従来品に匹敵する終端速度を示すことが明らかになった。しかし、従来のパラシュートが鉛直安定性のために滑空角を必要とし目標地点から離れた場所でランダムに落下するのとは異なり、我々の切り紙に着想を得たパラシュートは、初期投下角度にかかわらず常に目標地点付近に落下した。こうした種類のパラシュートは、製造のコストと複雑性を低減するだけでなく空中投下時の物的損失を制限できる可能性がある。

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