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Cómo Origami está revolucionando el diseño industrial

Cuando Anton Willis se mudó a su departamento de San Francisco, tuvo un problema de espacio: no había lugar para su amado kayak. Había crecido remando el Pacífico y las aguas locales en el condado de Mendocino. Recuperarlo del almacenamiento era un inconveniente que estaba decidido a resolver.

Encontró inspiración en una historia neoyorquina de 2007 sobre Robert Lang, un físico de la NASA que se había convertido en un artista de origami a tiempo completo en 2001. Lang aplicó sus antecedentes matemáticos para transportar el arte de plegarse en nuevas fronteras, creando piezas nunca antes posibles. Estaba comenzando a explorar posibilidades prácticas como contenedores, implantes médicos y bolsas de aire.

"Empecé a pensar si podría doblar un kayak como una hoja de papel", dice Willis, quien recientemente completó su maestría en arquitectura de la Universidad de California en Berkeley.

Había hecho un poco de origami cuando era niño, pero nada sofisticado. Comenzó a doblar un modelo tras otro, bromeando los fines de semana. Hacer una forma de kayak fue relativamente fácil, pero resultó difícil un segundo conjunto de pliegues para transformar la única hoja de material en una caja lo suficientemente pequeña como para llevarla en una mochila de gran tamaño. Dos años y más de 25 diseños más tarde, tuvo un prototipo funcional que lanzó Oru Kayak, una compañía de California, y cautivó el panel en "Shark Tank". Oru, donde Willis es el director de diseño, ahora vende cuatro modelos de kayaks plegables. . Uno de ellos está incluso en el Museo de Arte Moderno de San Francisco.

Asamblea Oru Kayak Asamblea de Oru Kayak (Oru Kayak)

Si bien pensamos en el origami como arte, las empresas e investigadores lo utilizan cada vez más en el espacio, la medicina, la robótica, la arquitectura, la seguridad pública y el ejército para resolver problemas de diseño molestos, a menudo para adaptar cosas grandes en espacios pequeños. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos ahora incluye origami en sus conferencias anuales. También lo ha hecho la American Mathematical Society.

En el centro de esa transformación hay un pequeño número de científicos e ingenieros que defienden las aplicaciones prácticas del arte japonés. El principal de ellos es Lang, un proselitista apasionado por el arte y la ciencia del origami. Obtuvo una licenciatura en Caltech y una maestría en la Universidad de Stanford, ambas en ingeniería eléctrica, antes de terminar un doctorado. en física aplicada en Caltech. Se plegó como una forma de relajarse, diseñando principalmente insectos y animales: un cangrejo ermitaño, un ratón en una trampa para ratones, una hormiga. Algunos le tomaron semanas para diseñar y horas para doblar. Poco después de que comenzó a trabajar en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 1988 (Lang ha publicado más de 80 documentos y tiene 50 patentes), dobló un reloj de cuco de tamaño real.

En 2001, dejó su trabajo en la empresa de fibra óptica JDS Uniphase para centrarse en su arte. Escribió un documento que describe un algoritmo para el diseño de origami. Siguieron más papeles. Ha escrito libros, caprichosos y serios, y programas de computadora con nombres como TreeMaker y Tessellatica que toman modelos simples de figuras de palo y crean patrones de pliegues. Un artículo llamó la atención de los ingenieros del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore que estaban trabajando en una lente telescópica que necesitaban plegar para su viaje al espacio. Ayudó a diseñar una lente prototipo del tamaño de un campo de fútbol para el Eyeglass, que se habría extendido hasta el tamaño de Manhattan si el proyecto hubiera sido financiado. También consultó sobre un diseño similar con el Laboratorio de Propulsión a Chorro llamado Starshade, un inmenso iris plegable que bloquearía la luz de estrellas distantes para mejorar la capacidad de un telescopio espacial.

En estos días, Lang divide su tiempo entre el arte y la consultoría en una amplia variedad de proyectos con socios corporativos y académicos. "Todo buen científico es, en parte, un artista", dice.

Los trabajos de investigación de Lang atrajeron a Larry L. Howell, profesor de ingeniería e investigador de la Universidad Brigham Young, luego de que un estudiante de doctorado sugiriera buscar origami para crear soluciones de ingeniería. "Nos dimos cuenta de que había muchas cosas que podríamos aprender de estos artistas de origami que podrían ayudarnos a hacer ingeniería de formas que no hubiéramos descubierto utilizando nuestros enfoques tradicionales", dice.

Han colaborado en varios proyectos. Howell admite que fue cauteloso al principio, especialmente cuando solicitó fondos federales. Tuvo visiones de un senador preguntando por qué el dinero de la investigación federal iba a origami, algo que su nieto de 10 años sabía cómo hacer. Uno de los proyectos iniciales financiados por la National Science Foundation fue diseñar una matriz solar que se compactara a 9 pies durante el lanzamiento, pero se desplegó a 82 pies de ancho en el espacio para generar energía. Eso proporcionó credibilidad para el origami en el diseño de alta tecnología. Siguieron más proyectos y más trabajos de investigación.

Howell y sus estudiantes investigadores se han sumergido en la medicina, donde el uso del origami para crear dispositivos compactos es particularmente útil en la cirugía robótica. Inventaron los oríceps, pequeños agarradores quirúrgicos basados ​​en una idea de origami llamada chompers. Crearon un retractor para apartar un órgano durante la cirugía robótica que se puede insertar a través de una pequeña incisión y luego desplegarse dentro del cuerpo. Intuitive Surgical, la compañía que fabrica los sistemas quirúrgicos da Vinci, autorizó sus patentes.

Después de hablar con funcionarios de la Agencia de Seguridad Nacional, el equipo de Howell trabajó con Lang y diseñó un escudo de Kevlar plegable que protege a dos o tres personas. Se está negociando un acuerdo de licencia. Consultaron con una compañía ferroviaria para diseñar carenados de origami para el frente de las locomotoras que se pliegan cuando los autos están unidos, pero se despliegan cuando están al frente, lo que los hace más aerodinámicos. Los carenados ahorran un millón de dólares al año en costos de combustible, dice Howell. Y han diseñado un pañal para adultos que se ajusta mejor con origami.

Lang dice que varios investigadores estaban haciendo un trabajo similar de forma independiente. "Aunque no lo sabía en ese momento, había otras personas jugando con las matemáticas, el origami y la tecnología", dice. "Creo que no fue tanto que una persona lanzó este campo, sino que llegamos a una masa crítica de ideas y personas con antecedentes matemáticos que se involucraron y que el campo floreció".

Un robotista de Harvard usó origami para diseñar un capturador para atrapar criaturas de aguas profundas de cuerpo blando como las medusas sin dañarlas. Los investigadores de la Universidad de Oxford desarrollaron un stent cardíaco que funciona utilizando el concepto tradicional de origami de una bomba de agua. Manan Arya, ingeniero del Laboratorio de Propulsión a Chorro, tiene el sobrenombre de "origamista en jefe". Escribió su tesis doctoral sobre el uso del origami en superestructuras espaciales.

Erik Demaine, profesor de ciencias de la computación en el Instituto de Tecnología de Massachusetts e hijo de un escultor, está siguiendo el camino de Lang, buscando arte e investigación en origami. Obtuvo una beca MacArthur "genio" por su investigación sobre plegado y plegado. "En los últimos años, ha habido mucha más emoción sobre las aplicaciones de ingeniería y ciencia del origami, que se pueden crear estructuras prácticas que cambien fundamentalmente su forma", dijo a un entrevistador de PBS . "Plegar te da una manera de pensar sobre la transformación de formas".

Lang cree que el atractivo va más allá de la función. "Hay una elegancia estética en las soluciones de origami para problemas que es un poco inesperada y un poco hermosa", concluye. "Cuando ves una estructura desplegable como un conjunto solar desplegándose con todos estos paneles moviéndose en diferentes direcciones y de repente se expande de una manera que no parecía posible, que captura la imaginación de las personas".

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