Comment un seul motif de pli en origami peut-il être plié en deux formes cibles définies avec précision ? Des chercheurs de l'AMOLF et de l'Université de Leiden ont créé un "alphabet" de 140 "pièces de puzzle" en origami qui leur permet de faire exactement cela, comme décrit aujourd'hui dans Physique de la nature . Cette découverte pourrait aider à la construction de robots origami et à la conception de matériaux programmables intelligents.

La physique, ce n'est pas seulement la mécanique quantique et les trous noirs. Même le pliage du papier, par exemple., origami, pose de nombreuses énigmes liées à la physique, et avec cette recherche, l'un d'entre eux a été résolu.

Peter Dieleman, Nick Vasmel, Scott Waitukaitis et Martin van Hecke de l'Université de Leiden, Département de physique, et l'institut de recherche AMOLF ont découvert une méthode pour concevoir des origami rigides pliables. Utile dans de nombreuses applications technologiques, l'origami rigide traite des surfaces planes divisées en panneaux rigides qui se plient le long de plis droits. « Il est très difficile de concevoir un motif rigide qui se pliera, " dit Martin van Hecke. " La plupart des motifs sont surcontraints et doivent rester plats. "

Jusqu'à maintenant, seuls quelques modèles d'origami rigides pliables étaient connus, dont Miura-ori, un motif en arête de poisson de la tradition artistique japonaise. Vous cherchez plus de modèles, les chercheurs se sont concentrés sur ceux où quatre plis se rencontrent à chaque intersection dans un soi-disant sommet.

En partant d'un petit sous-ensemble de quatre sommets, les chercheurs ont trouvé un moyen de les combiner en tuiles avec un sommet à chaque coin. Vérifier systématiquement toutes les combinaisons, ils ont trouvé 140 tuiles de base qui se plient à coup sûr. Ce sont les lettres de l'alphabet origami.

Afin de faire de plus grands motifs pliables, l'équipe de recherche n'avait qu'à trouver des tuiles qui s'emboîtent; cela transforme la conception rigide de l'origami en un puzzle. Les mathématiques complexes de l'origami sous-jacent sont ingénieusement codées dans la forme et la couleur des pièces. Tout en jouant avec leurs pièces de puzzle, les chercheurs ont rapidement redécouvert les motifs de plis classiques tels que le Miura-ori. Plus important, ils ont également trouvé une multitude de motifs de plis jamais découverts auparavant.

Motifs de plis programmables

Étonnamment, les chercheurs ont découvert que tous ces motifs de plis pouvaient être pliés d'au moins deux manières. De plus, les formes cibles peuvent être programmées avec précision en choisissant les tuiles dans les bonnes combinaisons. Pour le démontrer, les chercheurs ont conçu un seul motif de pli qui peut se plier en deux formes cibles :les symboles grecs alpha et oméga. A l'aide d'un cutter laser, ils ont gravé leur motif dans une feuille de Mylar, lequel, après pliage, correspondait exactement à leurs prédictions.

Selon van Hecke, de tels modèles de plis programmables pourraient être utilisés dans les futurs robots basés sur l'origami, comme panneaux solaires pliables pour satellites, ou dans des matériaux intelligents aux propriétés programmables. Les principes sous-jacents pourraient également donner un aperçu des systèmes de repliement naturels tels que les membranes et les protéines.