万物皆可折叠：继用来造飞船太阳能板后，人们又用“折纸”拯救流浪者

此次，哈佛研究团队将折纸术应用于充气结构，试图用可快速自动展开、稳定性高、便于携带的充气折叠帐篷为无家可归者提供可靠的栖身之所。

2016年7月8日，环法自行车赛第七赛段进入冠军争夺阶段，英国车手斯蒂芬·卡明斯冲过终点线获得冠军。

正当人们为此庆祝时，意外的一幕发生了一一充气拱门在选手们最后一公里冲刺时倒塌，选手们来不及减速直撞在拱门上，赛道拥堵一片，现场混乱不堪。

就在人们为此庆祝的时候，意想不到的一幕发生了——充气拱门在运动员最后一英里冲刺时坍塌，运动员来不及减速撞上拱门，赛道拥堵，现场一片混乱。

早些时候，《卫报》报道称，在英国的一场烟花表演中，一个大型充气滑梯倒塌，八名儿童从高处坠落，严重受伤。

从临时医院到体育场馆，充气结构越来越多地应用于建筑中。然而，大多数充气结构是单稳态结构，需要恒定的输入气体来保持充气结构的稳定。什么是“单稳态”？

即当你施加外力时，它可以改变状态，但一旦外力取消，它的状态就无法维持，所以单稳态是不稳定的。比如楼道里的声控灯，只能熄灭几秒钟，没有连续的声音。

这种单稳态的充气组合，在过去的很多事故中，都让人不信任它的安全性和稳定性。

近日，《自然》杂志发表了工程领域的最新研究成果。在论文中，哈佛研究团队介绍了一种受折纸启发的充气结构设计。这种结构可以在充气后稳定地固定在原位，并且不需要持续充气来保持其形状。

该结构实际上是一种大型折纸，通过特殊的折叠，该结构可原地部署并稳固地被“锁定”。此研究为大型结构的工程学应用奠定基础。

这个结构其实就是一个大折纸，可以原位展开，通过特殊折叠牢牢“锁住”。该研究为大型结构的工程应用奠定了基础。

流浪者的福音:“说走就走”的避风港

受折纸的启发，论文作者、哈佛大学教授卡蒂亚·伯托尔迪(Katia Bertoldi)及其同事开发了一个三角形积木库。这些构建模块可以弹出或折叠，甚至可以结合不同的配置来构建一个封闭的多态结构。

众所周知，三角形是最稳定的形状。通过基本的三角形和铰链装置的灵活性相结合，研究团队设计了一种充气后可以独立支撑和膨胀的折纸结构，该结构可以通过真正的空打气筒压缩变平。

东南大学材料科学和机械工程系副教授、论文的共同第一作者本杰明·格里森(Benjamin Gleason)说，“我们依靠这些砖块的几何形状，而不是材料特性，这意味着我们可以用几乎任何材料制造这些砖块，包括廉价的可回收材料。”

研究人员展示了一个由厚塑料板制成的2.5米×2.6米×2.6米的避难帐篷。折叠后的帐篷只有1.0m× 2.0m× 0.25m大小。现在的军队野战医院搭建一个避难帐篷需要十几个人，现在只需要两个人。

“你可以想象这些庇护所被部署为灾区应急响应的一部分。”哈佛大学的博士生、该论文的第一作者之一大卫一梅兰说。“它们可以平放在卡车上，你只需要一个压力源来给它们充气。一旦被充满，你就可以移除压力源开始给下一个帐篷充气。”

“你可以想象这些避难所被部署作为灾区应急响应的一部分。”哈佛大学博士生、该论文的第一作者之一梅德辉·兰说。“它们可以平放在卡车上，你只需要一个压力源给它们充气。一旦填满，你就可以消除压力，开始给下一个帐篷充气。”

这些积木可以根据需要随机组合和匹配，以构建任何大小和形状的结构。研究人员这次还展示了其他作品，包括一个拱门、一个可延伸的吊杆和一个宝塔状结构。

“我们已经打开了一个前所未有的大型充气结构空的设计室，它可以折叠成扁平状并保持其展开形状，并且没有破裂的灾难性风险，”论文的合著者查克·霍伯曼(Chuck Hoberman)说。“通过使用可充气和可逆的驱动装置来实现硬墙结构的封闭，我们已经看到了重要的应用，不仅在地球上，而且作为月球或火星探索的栖息地。

尽管如此，研究人员也指出，在该成果投入大规模使用之前，仍有许多问题需要解决。大型物体可能更容易受到压缩、拉伸应力和变形的影响，这些变量都应考虑在内。通过古老的折纸艺术走向未来

折纸(Origami)被西方国家视为起源于日本的古老艺术，从它的英文就可以看出来。从医学、材料、机器人设计到航天飞机项目[/k0/]，如今“折纸结构”的应用越来越广泛，研究者们也从这种曾经只属于童年回忆的传统艺术中汲取了越来越多走向未来的动力。

什么是“origamiStructure”？一般认为，只由一张纸折叠而成，没有经过裁剪、拼贴和撕扯的结构，称为折纸结构。

折纸结构最大的优点是节省体积。这对于Tai 空的勘探项目至关重要，这是一个土地密集型项目。

当Blyth Tresset还在日本读书的时候，他在一家快餐店里把汉堡包装纸折成了起重机。当时还是学生的他喜欢泡在图书馆里研究不同的折纸技术。

现在，Tresset已经成为美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的一名机械工程师，他正在思考如何将origami整合到Tai 空设备中。

Trey与杨百翰大学(Brigham Young University)的研究人员合作，获得了美国宇航局(NASA)技术研究奖学金的资助，研究航天器部件的折纸结构设计。两年后的夏天，特蕾西展示了他们的成果——一种可折叠的太阳能电池板。

此前的太空设备中已包括了一些简单的折叠设计，像扇子或手风琴，但特雷塞和他的同事对更复杂的折叠工艺感兴趣，这些折叠工序可以简化整体机械结构并简化部署。

此前，一些简单的折叠设计，如风扇或手风琴，已经包含在我们的Tai 空设备中，但Tresset和他的同事们对更复杂的折叠过程感兴趣，这些过程可以简化整体的机械结构和部署。