אחרי כמה עשרות שנים של פיתוח אלקטרוניקה בקצב מסחרר - ממחשבים אישיים וטלפונים למכשירים לבישים, סמארטפונים וטאבלטים - ישנם סימנים שפריצות דרך טכנולוגיות מתעכבות. לדוגמה, האייפון החדש שלך ממש לא שונה בהרבה מהקודם. ומחשבים ניידים כמעט כולם נראים ועובדים כאחד.
מהנדסים זקוקים להשראות חדשות לחידושים. מקור אחד, תאמינו או לא, הוא אמנויות עתיקות. העבודה שלי, למשל, נוצרת בהשראת הקיריגאמי, בן דוד פחות מוכר לאומנות המתקפלת של אוריגמי. אולי אפילו עשית קיריגאמי בילדותך, מתקפלת וחותכת להכנת פתיתי שלג מנייר. ניתן להשתמש בחומרים בהשראת אומנויות אלה כדי לשפר את הביגוד החכם, לבנות סמארטפונים הניתנים לכיפוף ולהפכת תותבות.
חיתוך נייר
המילה קיריגאמי היא השם האנגלי לאמנות חיתוך נייר. ארכיאולוגים אומרים שאפשר לאתר את הקיריגמי לפני המאה ה -17 ביפן. זו עדיין אמנות עממית פופולרית במדינות אסיה, בה אנשים מכינים קיריגאמי כדי לחגוג את השנה החדשה לירח, תינוקות שזה עתה נולדו, נישואים ואירועים משמעותיים אחרים.
בדרך כלל, קיריגאמי מתחיל בבסיס נייר מקופל, שנחתך, נפרש ונמרח כדי להפוך את יצירת האמנות הסופית. הדפוסים המורכבים יוצרים יצירות אמנות יפהפיות המבוססות על עקרונות מתמטיים ועיצוביים שיכולים לשנות את ההתנהגויות המכניות של החומר שנחתך. לדוגמה, דפוס מסוים יכול להפוך את הנייר לחזק יותר או למתיחה יותר.
מלאכת ילדים זו היא דוגמא לאמנות העתיקה של קיריגאמי. (IlexSythe) רעיון הנדסי
בדיוק כמו שמתרגלי קיריגאמי חותכים ומקפלים נייר, כך המהנדסים יכולים לחתוך ולקפל חומרים שבתורם ניתן לשלבם במכשירים אלקטרוניים.
החידושים האחרונים בתחום האלקטרוניקה היעילה באנרגיה יצרו מכשירים אלקטרוניים ניידים, נייר דיו אלקטרוני בעל ביצועים גבוהים, עור אלקטרוני מלאכותי ובדים חכמים. אולם רבות מהיצירות הללו תלויות, לפחות בחלקן, במעגלים המודפסים באופן מסורתי, העשויים בדרך כלל מסיליקון ומתכות. הם קשים ושבירים - אינם מתאימים לגוף האדם. אנשים זקוקים לבגדים ונייר ופריטים שיכולים להתמודד עם כפיפות ועיקולים.
קהילת המחקר, כמו גם חברות טכנולוגיות ומוצרי הלבשה, להוטות להפוך מכשירים אלקטרוניים לגמישים וכפופים ככל האפשר. החוכמה היא לוודא שהגמישות של גאדג'טים אלה אינה מגבילה את יכולתם לטפל בחשמל.
פונה לאלקטרוניקה
לאחרונה, קבוצת המחקר שלי באוניברסיטה בבאפלו בדה מכשיר אלקטרוני חדשני המותאם בהשראת קיריגאמי. המכשיר עשוי מפולימרים והרכבת ננו-הרכבה עצמית, ורוחבו סנטימטר. בכוחות עצמו הוא יכול להימתח מעט - עד 1.06 סנטימטרים בלבד. אך כאשר הוא נחתך בעזרת לייזרים בתבנית בהשראת קיריגאמי, אותו מכשיר יכול להשתרע עד 20 סנטימטרים, גדול יותר ב -2, 000 אחוזים מצורתו הלא מושטת. האלסטיות המולדת של החומר עוזרת, אך התבנית וההתמצאות של החיתוכים הם הגורם העיקרי להתפתחותו של המכשיר.
יתר על כן, החיתוך גרם למכשיר להיות מוליך פי 3, 000 יותר של חשמל, כלומר האלקטרוניקה יכולה לרוץ מהר יותר, או לקחת פחות זמן לטעינה.
המכשיר לפני מתיחות (דאג ליבר / אוניברסיטה בבאפלו) ישנם חוקרים רבים אחרים בתחום האלקטרוניקה בהשראת קיריגאמי. כאשר הקבוצות שלנו ואחרות מצמצמות סוגים שונים של חומרים אלה, ניתן לשלב אותם בסופו של דבר בעור אלקטרוני - הדומה לקעקועים זמניים - כדי לשפר את תחושת הפרוטטיקה והרובוטים. בתי חולים יכולים גם להשתמש בכתמי עור אלקטרוניים כדי לפקח באופן אלחוטי על הסימנים החיוניים של החולים, ולהחליף את אותם חוטים מעצבנים שיכולים להסתבך או למנוע מאנשים לישון בזמן שהם במיטה.
אלקטרוניקה נמתחת הינה גם המפתח לתוכניותיה של סמסונג לשחרר סמארטפון הניתן לכיפוף. והם עשויים להיות מרכזיים בבגדים חכמים, ענף שפרויקטים של אנליסטים עשויים להיות שווים 4 מיליארד דולר עד שנת 2024. בזכות חידושים אמנותיים לפני מאות שנים, בגדים ותחבושות עשויים יום אחד לעזור לספורטאים למקסם את הביצועים, לפקח על בריאותם של אנשים הסובלים ממחלות כרוניות ומעניקים לחיילים ועובדי חירום מידע חשוב על עצמם ועל אלה שבטיפולם.
מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.
שנקיאנג רן, פרופסור להנדסת מכונות, אוניברסיטת באפלו, האוניברסיטה הממלכתית של ניו יורק
