کاربردهای اوریگامی در صنایع مختلف

 در دانزی قصد داریم به مهم‌ترین کاربردهای اوریگامی در گذشته و زمان حال و تاثیراتی که اوریگامی بر زندگی انسان گذاشته است، صحبت کنیم؛ پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

در بخش قبلی به فواید اوریگامی اشاره کردیم. این هنر که ژاپنی‌ها در سال 700 میلادی از آن استفاده می‌کردند کاربردهای بسیار زیادی در بخش های زیادی از زندگی انسان‌ها دارد.

کاربردهای اوریگامی در گذشته 

 در گذشته از اوریگامی برای دکوراسیون استفاده می‌شد و بیشتر جنبه تزئینی داشت مثلا از تا کردن کاغذهای رنگی و ساده برای ساخت شکل هایی مثل حیوان و پرنده و انواع اسباب بازی استفاده می‌شد.

 همچنین از اوریگامی برای تزئین حروف و هدیه‌ها هم استفاده می‌شد.کاربردهای اوریگامی در زمان های قدیم برای انجام کارهای ساده بوده و بیشتر جنبه‌ی سرگرمی داشت؛ اما در عصر جدید اوریگامی در ابعاد متنوعی از زندگی ما کاربرد دارد به طوری که اگر از آن‌ها با خبر شوید کاملا شگفت زده خواهید شد! 

 در حال حاضر اوریگامی در بیشتر بخش‌های زندگی ما نفوذ کرده است در بخش زیر به مهم‌ترین کاربردهای آن در صنایع مختلف می پردازیم:    

1- کاربرد اوریگامی در مهندسی راه و ساختمان

 اوریگامی در ساخت مدل های مینیاتوری پل‌ها و استادیوم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

2- کاربرد اوریگامی در پزشکی

در علم پزشکی از اوریگامی برای مجسم کردن غشای سلول‌ها، ساختار پروتنین‌ها و نیز مدل سازی ساختار DNA استفاده می شود. 

3-کاربرد اوریگامی در مهندسی مکانیک

از اوریگامی  در لوله‌ی قطارهای سریع ژاپنی استفاده می‌شود بهره گیری از هنر اوریگامی در تکیه‌گاه این لوله‌ها سبب جذب فشار اضافی شده و تاثیر خیلی زیادی در کاهش خطر تصادفات دارد. 

4- کاربرد اوریگامی در ریاضیات

هم اکنون برخی از معلمان  از هنر اوریگامی برای تدریس مفاهیم خاصی از ریاضی استفاده می‌کنند. مثلا برای فهماندن هندسه یا توضیح دادن کسر ها و حل مسائل زیادی از اوریگامی کمک می‌گیرند. 

5- کاربرد اوریگامی در فناوری فضایی

برنامه‌هایی برای پرتاب هواپیماهایی که از اوریگامی ایده گرفته شده وجود دارد قبلا در سال 2008 آزمایشاتی در این زمینه انجام شد ولی  این پروژه هنوز راه اندازی نشده است. 

6- کاربرد اوریگامی در ساخت ربات

اگر یک پسر نوجوان هستید و یا طرفدار Michael Bay کارگردان سری فیلم‌های موفق ترنسفورمز باشید، احتمالا با این نوع مبدل‌ها آشنایی دارید. MIT و دیگر محققین دانشگاه هاروارد موفق به ساخت وسایلی شده‌اند که در هسته‌ی خود شبیه به هم هستند و قادرند خود را مونتاژ کنند یا بسازند تمام متریال و مواد سازنده‌ی این دستگاه‌ها مسطح بوده و می‌توانند تا شوند و به دستگاهی تبدیل شوند که قادر به چرخیدن است؛ از طرفی این پنل‌های مسطح می‌توانند به کمک اجزای الکترونیکی خود به لولاهایی متصل شوند همچنین می‌توانند در برابر دمای 212 درجه‌ی فارنهایت منقبض و تا شوند.

 در طی مطالعه‌ای که در این حوزه انجام شد، مشخص گردید که زمان ساخته شدن و مونتاژ کامل این دستگاه‌ها فقط 4 دقیقه طول می‌کشد. 

چنین ماشین‌هایی دارای کاربردهای زیادی هستند: مثلا نویسنده‌ی مطالعه‌ی اخیر ذکر کرده است که کاربرد این ربات‌های مستقل خودمختار  که با الهام گرفتن از هنر اوریگامی ساخته شده می تواند  در هنگام ارسال ماهواره ها به فضا یا ساخت یک پناهگاه در شرایط خطرناک باشد.

 به کمک این علم، ساخت ربات‌های مناسب جستجو و نجات نیز امکان پذیر شده است. به طوری که ماشین‌های ناقص می‌توانند در سوراخ‌هایی کوچک قرار بگیرند و بعد بزرگ شوند؛ این مسئله می‌تواند کمک بسیار زیادی در اتوماتیک کردن مراحل تولید محصولات مختلف  داشته باشد. 

7- کاربرد اوریگامی در آینه‌ها و پنل‌های خورشیدی فضا 

چگونه می‌توانید چیزی را برای بلند کردن در فضای بیرون فشرده کنید؟ و بعد دوباره آن را سریعا بزرگ کنید؟  به احتمال زیاد الان می‌توانید پاسخ این سوال را حدس بزنید. رابرت لانگ  (Robert Lang) فیزیکدان و هنرمند اوریگامی، در این باره از آینه‌های تا شده ای که با اصول اوریگامی ساخته شده است و در تلسکوپ های فضایی جیمز وب نیز استفاده شده یاد کرده است. رابرت لانگ نمونه‌ای بارز از پیوستگی بین هنر اوریگامی و علم و مهندسی است. وی فیزیکدانی تحصیل کرده در ACal Tech که تصمیم گرفت برای پیگیری و دنبال کردن اوریگامی از یک مسیر علمی معمولی استفاده نکند؛  او  اکنون یکی از معروف‌ترین هنرمندان اوریگامی است و به طور منظم با دانشمندان سراسر جهان همکاری می‌کند.  به عنوان مثال او در آزمایشگاه Lawrence Livermore از  لنزهای تاشو الهام گرفته از اوریگامی محاسباتی  برای ساخت تلسکوپ های عینکی  استفاده کرد.  نمونه اولیه این تلسکوپ بسیار بزرگ و عظیم ساخته شد ولی  ساخت نمونه کامل آن انجام نشد. شبیه این ایده برای ساخت پنل‌های خورشیدی نیز به کار رفته است؛ وقتی دو سر  یک تکه کاغذ را که به فرم کوچکی تا کرده بودیم بکشیم کاغذ باز می‌شود. این مسئله ساده سبب الهام گرفتن از اوریگامی برای کاربردهای متنوعی شد.

به عنوان مثال در آرایه خورشیدی طراحی شده برای ساخت  یک ماهواره ژاپنی که در سال 1995 به فضا پرتاب شد از این ایده‌ی ساده اوریگامی استفاده شده بود. اوریگامی علاوه بر ساخت پنل‌های خورشیدی  دارای کاربردهای دیگری نیز در فضا است. به طور مثال محققی  به نام Mark Schenk از بریتانیا که در مرکز Surrey Space Centre فعالیت می‌کند در حال ساخت ماهواره ای مکعبی شکل با دکل بادی است. چالشی که برای او وجود دارد این است که این دکل باید با سرعت بسیار زیادی کشیده شود به همین دلیل پیدا کردن موادی که بتواند به سرعت بزرگ شود و بعد سفت و محکم باقی بماند بسیار سخت است.

 راه حل او الهام گرفتن از اصول و قواعد اوریگامی است؛ او از مواد لمینت استفاده کرد که در مدت 6 ثانیه باز می‌شود به اعتقاد او  این ساختارهای قابل توسعه یافتن می توانند در آینده ای نزدیک در طیف وسیعی از ابزارهای فضایی  نظیر دکل‌هایی که برای اتصال به پنل‌های خورشیدی  مورد استفاده قرار می گیرند کاربرد داشته باشند. 

8- طراحی کیسه هوای اتومبیل با الهام از اوریگامی

ساختن کیسه هوا بسیار سخت است؛ چرا که باید در کسری از ثانیه باز شود و سفت شود اما شدت سفتی آن نباید خیلی زیاد باشد. باید متوجه شویم چگونه می توان یک چند وجهی سه بعدی  را با استفاده از چین‌هایی در یک صفحه مسطح قرار دهیم؟ رابرت لانگ به یک شرکت آلمانی برای طراحی نرم افزاری که قادر به شبیه سازی تا شدن و باز شدن یک کیسه هواست کمک کرد همچنین الگوریتم‌های او برای  بهتر شدن محصولات استفاده شد.

9- Heart stents یا فنر گذاشتن برای قلب به کمک اوریگامی 

اوریگامی می‌تواند جان انسان‌ها را به کمک علم نجات دهد.  Zhong You و همکارانش از دانشگاه آکسفورد موفق به ساخت استنت قلبی شدند که با پایه‌ی پمپ آب کار می‌کند که ممکن است آن‌ها را در جعبه‌های متورم اوریگامی دیده باشید.  این استنت ها از مواد پلاستیکی ساخته شده‌اند و می توان آن‌ها را به حدی منقبض  کرد که در catheter ( لوله ای نازک و منعطف که در پزشکی کاربردهای زیادی دارد) قرار گیرد اما وقتی به موقعیت مورد نظر خود رسید می توان آن را متورم کرد تا شریان‌های  مورد نظر را باز کند.

10- کاربرد اوریگامی در معماری 

Neil Katz معمار و Skidmoreو Owingsدر شیکاگو معتقدند که  بسیاری از آثار معماری از اوریگامی ایده گرفته شده است. به عنوان مثال از اوریگامی برای ساخت خانه‌هایی که به آسانی تا می شوند استفاده شده است اما شکل پیشرفته تری از این ایده گرفتن را می‌توان در ساخت صفحات و دیوارهایی مثال زد که به یک فرم نور را از خودعبور می‌دهند و در فرم دیگر مات‌تر می‌شوند.

 همچنین  از اوریگامی برای ساخت روکش‌ها و صفحات فلزی که می‌توانند سایه ایجاد کنند نیز استفاده می‌شود این صفحات می توانند نورخورشید را در گرم‌ترین ساعات روز دور نگه دارد و زمانی که هوا خنک تر شد باز شوند.

 مثال دیگر نمای برج Greenland Dawangjing پکن است که از اوریگامی الهام گرفته است و دارای قابلیت ایجاد سایه به صورت خودمختار است و به صورت خودکار عمل می‌کند.  این طرح به میزان زیادی در کاهش مصرف انرژی کاربرد دارد. 

11- کاربرد اوریگامی در ساخت ایمپلنت شبکیه‌ی چشم

 بیماری macular degeneration یا همان دژنراسیون ماکولا که به معنای تباهی لکه زرد اسن نوعی بیماری است که در طی آن گیرنده‌های نوری شبکیه چشم  از بین رفته و  در نهایت سبب کوری فرد می‌شود Sergio Pellegrino محقق Cal Tech با الهام از اوریگامی  در حال ساخت ایمپلنت‎‌های شبکیه است که در نهایت بتواند به افراد مبتلا به macular degenerationکمک بسیار زیادی کند. Pellegrino می‌گوید دستگاهی که او ساخته دارای فایده‌های بسیاری نسبت به نمونه‌های موجود دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. می‌توان آن را به صورت مسطح و با هزینه بسیار کمی ساخت. 
2. روش‌های تا کردن که با ایده گرفتن از هنر اوریگامی  به دست آمده است، می‌تواند در فراهم کردن مجموعه ای متراکم از الکترودها در نزدیکی چشم کمک کند. 
3. ارتجاعی است و می‌تواند با اندازه های متنوع شبکیه چشم سازگار شود.

12- کاربرد اوریگامی در ریاضیات

Martin Kruskal معتقد است اوریگامی به روش های مختلفی می تواند به مطالعه ریاضیات و علوم کمک کند و می گوید:”هرکسی می‌تواند با اوریگامی بدون سرو صدا به یک محقق و آزمایش کننده ی علم تبدیل شود!” و همچنین به این نتیجه رسید که تقویت اوریگامی بسیار ساده تر از تقویت سایر نظریه‌های علمی است. به  علاوه اینکه به کاربردن و عمل کردن به آن نیز ساده تر است.

13-کاربرد اوریگامی در مهندسی مکانیک

زیرگروه های زیادی از اوریگامی در مهندسی مکانیک کاربرد دارد. مثلا اوریمتریک استفاده از تا کردن برای حل مشکلات مهندسی است. تکنیک های تا شدن اوریگامی  تاثیر بسیار زیادی در تقویت  دستگاه‌هایی که در فضای کوچک کار می‌کنند دارد. عموما استفاده از اوریگامی در مهندسی روی موادی  که از کاغذ بسیار سخت‌تر هستند، کاربرد دارد.

 راه حل‌های ریاضی در بسیاری از حوزه‌های مهندسی کاربرد دارد. بسته‌بندی خوب کالا‌ها برای مصرف کننده نمونه‌ای وسیع از اوریگامی سفت و سخت است که شامل فرایند بسته‌بندی و تا‌شدن خودکار و همچنین طراحی کارآمدترین بسته بندی‌ها می‌باشد.

 یکی دیگر از کاربردهای اخیر اوریگامی تولید کیسه‌های خرید سفت و تاشو است.  این راه حل به سفتی کارتن‌ها کمک می کند و می‌توان با استفاده از این تکنولوژی کیسه‌هایی با ضخامت و ابعاد متنوع تولید نمود. علاوه بر بسته بندی، کاربرد دیگر  اوریگامی در مهندسی مکانیک،  حمل و نقل کانتینرها است. یکی از نیازهای ضروری در حمل و نقل جابه جایی کانتینرهای خالی است. به همین دلیل تلاش‌های زیادی برای ساخت کانتینرهای حمل و نقل تاشو انجام شده است که می توان به کمک اوریگامی آن را مهندسی کرد.  در این راستا سادگی و عمر طولانی و همچنین استفاده از مواد و متریال سبک بسیار ضروری است. مهندسی اوریگامی  ما را به سمت استفاده از وسایل تاشو سوق می‌دهد از طرفی استفاده از وسایلی که قابلیت  باز و بسته شدن دارند، به لحاظ کاهش هزینه و حفظ استحکام مناسب‌تر هستند.

 14-کاربرد اوریگامی در اپتیک 

اوریگامی در شاخه‌ای از اپتیک جای دارد که  تحت عنوان اپتیگامی شناخته می‌شود. برای تشخیص موثرترین راه  تاکردن  اپیتیک‌های با فاصله کانونی بلند در فضای کوچک استفاده  شده است.

 ایده کلی این است که با  استفاده از آینه، نور را دفعات منعکس کنیم  تا در نهایت دوربین‌هایی که دارای ضخامت کم با وضوح  بالا و دیافراگم بزرگ هستند را ایجاد کنیم.

  این نگرش به  تولید دوربین‎هایی سبک و کوچک کمک زیادی می‌کند و کاربرد زیادی در ساخت وسایل مورد نیاز برای نظارت و تلسکوپ ها و تلفن‌های همراه دارد. یکی دیگر از کاربردهای بسیار وسیع اپتیگامی میکروسکوپی تحت عنوان Foldscope است؛ این وسیله میکروسکوپی تخت است که از آن می توان برای بزرگ‌نمایی 2000 برابر و وضوحی پایین تر از میکرون(submicron) استفاده کرد؛  این وسیله از یک ورقه کاغذ و چند جزء کوچک در طی 10 دقیقه تشکیل می‌شود و در نهایت میکروسکوپی اپتیکال (نوری) را می‌سازد که قیمت آن کمتر از 1 دلار آمریکا است!

15-کاربرد اوریگامی در دستگاه‌های زیست پزشکی 

اوریگامی در بسیاری از حوزه‌های زیست پزشکی اهمیت زیادی دارد؛ مثلا از آن برای تولید ابزارهای تاشونده و مستقل استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها برای محل‌هایی از بدن که امکان دسترسی به آن‌ها سخت است و همچنین جراحی‌های غیرتهاجمی کاربرد دارد.

دانشمندان با الهام گرفتن از طرز تا شدگی رشته‌های DNA برای ساخت انواع اجسام بسیار ریز نظیر جعبه ها و ظروف برای انتقال موثر داروها و ساخت نانو ربات‌ها استفاده کرده‌اند؛ این دستگاه‌ها می‌توانند به آسانی داخل رگ‌های خونی شما حرکت کنند و به این ترتیب به تشخیص مشکلات مختلف کمک کنند.

  هم اکنون از این دستگاه‌ها در سوسک‌های زنده استفاده شده است. از طرفی  به گفته‌ی Lang قوانین  اساسی تا شدن DNA در هر مقیاسی قابل اجراست.

شما با چه کاربردهای دیگری از اوریگامی آشنایی دارید، بی‌صبرانه منتظر مشاهده نظرات و تجربیات شما در این زمینه هستیم.

 منابع:

journals.sagepub.com

popsci

bibalex

aps