‘Golden Ratio Yoshimura’ for Meta-Stable and Massively Reconfigurable Deployment

要約

ヨシムラ折り紙は、多くの展開可能な構造デザインにインスピレーションを与えた古典的な折りパターンです。
その用途は、宇宙探査、運動アーキテクチャ、ソフト ロボットから日常の家庭用品にまで及びます。
しかし、ヨシムラはその幅広い用途にもかかわらず、平らに折りたためることを保証するための一連の設計上の制約にこだわってきました。
この研究では、広範な運動解析とプロトタイプのテストを通じて、これらの制約を意図的に無視する新しいヨシムラを提示します。
注目すべきことに、黄金比の角度を使用して一般化された吉村の三角形のファセットを定義することによって、独特のメタ安定性を与えることができます。
その結果、そのファセットが戦略的に飛び出すと、$m$モジュールを備えた「黄金比吉村」ブームは、理論的には$8^m$の幾何学的にユニークで耐荷重性のある形状に再構成できます。
この結果は、既存の設計基準に挑戦するだけでなく、展開可能で汎用性の高い構造システムを作成するための新たな道を切り開きます。

要約(オリジナル)

Yoshimura origami is a classical folding pattern that has inspired many deployable structure designs. Its applications span from space exploration, kinetic architectures, and soft robots to even everyday household items. However, despite its wide usage, Yoshimura has been fixated on a set of design constraints to ensure its flat-foldability. Through extensive kinematic analysis and prototype tests, this study presents a new Yoshimura that intentionally defies these constraints. Remarkably, one can impart a unique meta-stability by using the Golden Ratio angle to define the triangular facets of a generalized Yoshimura. As a result, when its facets are strategically popped out, a “Golden Ratio Yoshimura” boom with $m$ modules can be theoretically reconfigured into $8^m$ geometrically unique and load-bearing shapes. This result not only challenges the existing design norms but also opens up a new avenue to create deployable and versatile structural systems.

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