Творческие проекты по оригами | Творческие проекты и работы учащихся
Предлагаем готовые творческие исследовательские проекты по технологии (оригами) учащихся 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 классов школы и детей ДОУ (детского сада), в которых можно ознакомиться с историей появления оригами, выявить его взаимосвязь с математикой и геометрией, найти определение понятию «модульное оригами». В творческих работах по оригами имеются схемы практического выполнения сложения из бумаги фигурок в виде лягушки, кораблика, самолетика цветка, лебедя, собачки, мышонка, кота и других. Все проекты по оригами сопровождаются пошаговыми фото и инструкциями, схемами.
2 (4) 4 (1) 6 (1)
Тематика:
Технология (Оригами)
Автор:
Нелюбин Игорь
Ученический творческий проект по технологии «Мир оригами» во 2 классе начальной школы посвящен изучению истории оригами и рассмотрению разных техник оригами.
Тематика:
Технология (Оригами)
Автор:
Смирнова Влада
Готовый творческий проект по технологии «Оригами и математика» во 2 классе начальной школы содержит подробное изложение истории возникновения искусства оригами и характеристику основных видов оригами, наглядно демонстрирует взаимосвязь оригами и математики.
Тематика:
Технология (Оригами)
Автор:
Рогозина Ольга
В творческом проекте по технологии «Оригами» можно узнать интересные сведения из истории оригами и научиться самостоятельно складывать из бумажных листов фигурку лебедя, следуя указаниям и рекомендациям автора.
Тематика:
Технология (Оригами)
Автор:
Лысяков Иван Александрович
Творческий проект «Ёлочка из оригами» создан учеником 2 класса.
Автор решил написать о том, каким творчеством он занимается и как создать сувенир на Новый год в технике модульного оригами. Подобным подарком он планирует порадовать свою маму в преддверии праздника.
Тематика:
Технология
Технология (Оригами)
Автор:
Стальмахович Ольга
Данный творческий проект по технологии «Модульное оригами — кактус» направлен на раскрытие творческого потенциала ученицы 6 класса путём занятий японским прикладным искусством — оригами. Автор изготавливает цветок «Кактус» в технике оригами.
Тематика:
Технология (Оригами)
Автор:
Кириллова Ксения, 4 класс
В лагере я услышала песню «Журавлик», которая затронула меня до глубины души. Песня о японской девочке, которая была тяжело больна. Для исполнения её желания, нужно было сделать тысячу бумажных журавликов. Я создала творческий проект по оригами и японской девочке.
Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:
Веб-семинар «Оригами: искусство, наука, технология»
Главная chevron_right Семинары и стажировки chevron_right Бизнес-семинары chevron_right Веб-семинар «Оригами: искусство, наука, технология»
Путь оригами: от религиозных обрядов к науке и технике
Оригами – традиционное японское искусство складывания фигур из бумаги без клея и ножниц. У большинства людей слово «оригами» вызывает ассоциации с детскими поделками: каждый взрослый может научить ребенка складывать самолетик либо кораблик. Но с середины ХХ века к оригами начали проявлять интерес ученые в разных областях: инженеры, конструкторы, модельеры-технологи, физики и пр. Собственно, они и стали популяризаторами этого искусства среди широких масс.
О том, как это произошло, рассказал Роман Свиридов, директор Московского Центра Оригами на вебинаре «Оригами: искусство, наука, технология», бесплатно проводимом Японским центром в Нижнем Новгороде 22 января 2022 г.
В октябре 2021 года Японскому центру в Нижнем Новгороде исполнилось 20 лет. В честь своего юбилея Японский центр проводит уникальные вебинары, посвященные культуре, деловому этикету, языку и традициям Японии. Это четвертый вебинар данного цикла. О предыдущих трех можно прочитать в статьях «Японский язык: две азбуки и система иероглифов», «Японский меч как современный культурный феномен» и «Особенности японских традиций».
Роман Владимирович Свиридов – директор Московского Клуба Оригами, член Союза Художников России, дизайнер, педагог, автор статей по методологии оригами и изобразительного искусства, профессиональный оригамист (автор множества оригинальных моделей оригами, кинетических конструкций и технологий на основе метода складывания), член Центрального Правления Общества «Россия-Япония». В 2018 году награжден Орденом восходящего солнца с серебряными лучами за вклад в распространение в России японской культуры посредством оригами, за содействие в организации японо-российских обменов в области оригами, а также за углубление взаимопонимания между Японией и Россией.
Московский Клуб (Центр) Оригами создан в 1988 г. При поддержке Посольства Японии, Японского Фонда и Общества «Россия-Япония» Клуб Оригами проводит выставки, семинары и мастер-классы, издаёт учебные пособия и бумагу для складывания.
Искусство оригами зародилось в Японии примерно в 8-9 веке, этому предшествовало изобретение в 105 году в Китае бумаги и ее постепенное распространение в странах Азии. С начала 7 века секрет изготовления бумаги добрался до Японии, а спустя еще столетие японцы научились делать бумагу, превосходящую по качеству и прочности китайскую. Стало появляться множество мелких мастерских, занимающихся бумажным производством. Первая крупная бумажная фабрика появилась в Токио только в 1870 году, когда в стране работали более 35 тыс. частных мастерских по изготовлению бумаги.
Как только японцы освоили собственное производство бумаги, появилось оригами. Считается, что наиболее древняя фигурка – «водяная бомбочка», которой около 1000 лет. Изначально ооригами использовалось в религиозных обрядах.
В синтоистских храмах при совершении обрядов используется гохэй – деревянная палка, к которой с двух сторон прикреплены бумажные ленты в форме зигзага – сидэ. Существует два десятка вариантов складывания сидэ. Считается, что самые сложные и необычные помогали привлекать ками – божественных сущностей.
Фото: гохэй, применяемый в синтоистских обрядах
В 12-14 веках искусству оригами обучались представители аристократии. Считалось хорошим тоном умение сложить записку в виде бабочки, цветка или геометрической фигуры. Различные знатные семьи стали использовать фигурки оригами в фамильном гербе.
Начиная с 17 века, когда бумага перестала быть предметом роскоши, оригами стало распространяться среди народа и превращаться в популярное времяпрепровождение. С 18 века начали появляться новые фигуры, в частности, ныне традиционный японский журавлик (цуру), ирис и другие. Надувная лягушка, креветка и другие известные фигуры появились в 19 веке.
В 1797 году в Киото появляется первая книга про оригами – «Сэмбадзуру ориката» («Тайна сворачивания тысячи журавлей»).
Название намекает на древнюю легенду, согласно которой тысяча сложенных бумажных птиц исполняет желание. В книге описывается как сложить журавлика 49-ю способами.
К началу ХХ века было придумано всего несколько десятков фигур с небольшими вариациями. Складывание фигурок подчинено определенной логике: из листа бумаги производятся сначала базовые формы, которые превращаются в фигурку.
Прорыв в области оригами произошел не так давно, в середине 20 века. Ёсидзава Акира, японский оригамист, родившийся в 1911 году, произвел революцию в этом искусстве. Он самостоятельно изобрел более 50 тыс. моделей оригами, разработал азбуку оригами, написал 18 книг, изобрел технологию мокрого складывания, чтобы получать фигурки округлой формы и в 1954 году основал в Токио Международный Центр Оригами. Именно благодаря ему оригами как искусство стало распространяться по всему миру: сперва появились центры в США и Великобритании, а в конце 80-х Центр Оригами появился в России.
Ёсидзава Акира в 22 года устроился работать на машиностроительный завод.
Вскоре он стал чертежником и стал обучать других начертательной геометрии, используя фигурки оригами. В 1951 году журнал «Асахи Граф» решил проиллюстрировать одну из своих статей бумажными фигурками животных китайского календаря и обратился к Ёсидзаве. Журнал за январь 1952 года быстро раскупили, а автор фигурок стал известен за пределами Японии. В 1955 году его попросили организовать выставку в Амстердамском музее Стеделийк, с этого момента оригами начало распространяться в Европе. В 1978 году Ёсидзава Акира посетил Россию. За распространение искусства оригами в мире в 1983 году император Японии Хирохито наградил Ёсидзаву одной из самых высших наград — Орденом Восходящего солнца.
Ёсидзава Акира; Орден Восходящего солнца
Талант Ёсидзавы проявился также в том, что он превратил оригами в литературу. Он систематизировал технику складывания, описал базовые формы, условные обозначения, благодаря которым у людей появился стимул изобретать новые фигуры.
Эрик Жуазель – французский скульптор и оригамист. Создатель очень сложных фигур, которые сделаны из одного листа бумаги. Он специализировался на технике мокрого складывания без клея и ножниц. На создание первой фигурки ежа у него ушло 6 лет.
Одна из самых его известных работ – бумажный оркестр. Из бумаги тщательно проработаны не только инструменты, но и выражения лиц музыкантов.
Эрик Жуазель; Еж Эрика Жуазеля; Оркестр Эрика Жуазеля
В настоящее время искусство активно развивается, техника оригами используется в разных областях науки и техники, появляется много молодых оригамистов во всем мире.
Роберт Ленг – самый известный современный оригамист, американский физик, автор множества изобретений, в частности, складной конструкции телескопа, основанной на принципах оригами. Последние годы он посвятил теории оригами и выпустил несколько книг.
Складная конструкция телескопа Роберта Ленга
Дэвид Брилл – долгое время был в Великобритании председателем общества оригамистов.
Художник-живописец и изобретатель новых фигур. Его наиболее известная композиция – Георгий Победоносец, который усмиряет змея.
Дэвид Брилл – Георгий Победоносец
Найто Акира – с помощью микроскопа в 82 года смог сложить фигурку журавлика из квадрата тонкой пленки со сторонами 0,1х0,1 мм, поставив абсолютный рекорд. Фигурка умещалась на кончике иглы. С его слов, самой большой сложностью было статическое электричество, пленка быстро электризовалась и улетала в неизвестном направлении.
Журавлик, умещающийся на острие иглы от Найто Акиры
В России первым популяризатором техники оригами был Михаил Максимович Литвинов – математик, кандидат технических наук, первый председатель Московского Центра Оригами. Он увлекся принципом складчатых структур и увидел в легких, но прочных бумажных конструкциях перспективы для инженеров. С помощью оригами можно было наглядно моделировать многомерность пространства, о которой говорит математика.
С 70-х годов принципы оригами стали использоваться в технических сооружениях. В 1970-м астрофизик Корио Миура разработал схему, которой суждено было стать одной из самых известных и хорошо изученных схем складывания оригами: миура-ори. Узор складок создаёт мозаику, которая складывается и раскладывается одним движением. Эту идею Миура предложил в качестве модели складывания солнечную панели космического корабля. Она была осуществлена на японском спутнике Space Flyer Unit в 1995 году.
Чак Хоберман – инженер и архитектор, сотрудничавший с NASA. На основе принципов оригами он разрабатывал складные архитектурные сооружения, а особую известность приобрел как изобретатель складывающейся сферы Хобермана, которая стала прототипом популярной детской игрушки.
Сфера Хобермана
В 1994 году архитекторы Алехандро Заера-Поло и Фаршид Муссави выиграли конкурс на постройку новой паромной пристани в Йокогаме. В идее дизайна сооружения также были заложены принципы оригами – складчатая структура, встроенная в рельеф города.
Портовый терминал в г. Йокогама – внутреннее и внешнее пространство
Российский художник и архитектор Вячеслав Колейчук – один из основоположников кинетического искусства, частью которого является оригами. Одна из его известных работ — самовозводящийся дом. Плоская складчато-прорезная конструкция, которая одним движением руки превращается в трехмерный объект.
Самовозводящийся дом
С 1980-х годов в оригами стало выделяться отдельное направление — «киригами» — изготовление фигурок и открыток из бумаги с помощью ножниц. В России эта техника была востребована в изготовлении детских книг с трехмерными движущимися фигурками. Эта техника положила начало архитектурному оригами, когда из одного листа бумаги вырезаются целые архитектурные комплексы.
Киригами – архитектурное оригами
В современном мире оригами вызывает большой интерес у дизайнеров, модельеров, конструкторов, архитекторов, скульпторов, художников, инженеров и пр.
Оригами очень востребовано и в коммерческой сфере: в рекламе, изготовлении сувенирной продукции, оформлении помещений, магазинов, студий, проведении мероприятий и пр. Существуют даже театры, где декорациями и персонажами являются бумажные фигурки. Постепенно из увлечения узкой социальной прослойки в пределах одной страны искусство оригами охватило весь мир.
Тем же, кто хочет познакомиться с этим искусством, на сайте Московского Центра Оригами можно освоить базовые приемы и самостоятельно собрать классические фигурки.
©При использовании материала полностью или любой его части ссылка на сайт Японского центра в Нижнем Новгороде https://nn.jc.org.ru обязательна
Как оригами создает новые технологические возможности
Пролистав книгу с узорами оригами, трудно не заметить математику, смотрящую на вас. То же самое верно и при разворачивании готовой детали оригами. Треугольники, квадраты, пятиугольники — всевозможные многоугольники изображаются на гофрированной бумаге и в узорах.
И хотя геометрия, вероятно, не была в умах первых папок для бумаги, математика, стоящая за оригами, становится все более важным фактором во многих областях обучения. Оказывается, оригами можно использовать не только для того, чтобы занять детей в дождливый день.
Доктор Сатико Исида, доцент кафедры машиностроения Университета Мэйдзи, проводит исследования в области техники оригами, проверяя, как свойства оригами можно применить ко всему, от автомобильных шин до систем сейсмоизоляции. По электронной почте она рассказала нам о своей области, своей работе и о том, где она видит применение техники оригами в будущем.
От неизвестных истоков к международному времяпрепровождению
Самые ранние упоминания о складывании бумаги — до недавнего времени это не называлось оригами — относятся к 17 веку. Однако считается, что корни ремесла уходят гораздо дальше, возможно, вплоть до введения китайских методов изготовления бумаги в начале седьмого века.
Все началось с религии, затем было адаптировано для ритуалов дарения подарков.
По мере того, как бумаги становилось все больше и больше, она превратилась в развлекательное времяпрепровождение, переняв техники из европейских традиций складывания бумаги в годы после Реставрации Мэйдзи и превратившись в то, что мы сегодня знаем как оригами.
К тому времени, когда в 1950-х годах он покорил англоязычный мир, он уже давал толчок инновациям в области инженерии, где для промышленных целей разрабатывались конструкции с сотовым заполнителем, вдохновленные декорациями фестиваля Танабата оригами.
Бумажные шины, изготовленные из сотовой структуры, демонстрируют, что легкие и гибкие материалы могут выдерживать тяжелые предметы.
Из Мастерской в Исследовательскую Лабораторию «Оригами начинается с двухмерной формы, но становится трехмерной при складывании. Затем он может вернуться к своей первоначальной двумерной форме», — объясняет Исида. «Когда вы думаете об этом с математической точки зрения, а не как об игре, хобби или искусстве, вы понимаете, что это наполнено идеями для структурного дизайна».
Действительно, оригами уже повлияло на все: от автомобильных подушек безопасности, упаковки и архитектуры до космических путешествий. Даже роботы-трансформеры используют концепции оригами.
Но это больше, чем изменение формы. «Складывание тонких материалов в формы, подобные бумаге для оригами, позволяет нам создавать одновременно легкие и прочные структуры», — говорит Исида, используя в качестве примера сотовые структуры.
Было разработано множество сотовых и сотовых структур, и в лаборатории Исиды Исида и ее команда исследуют такие структуры, имеющие цилиндрическую форму. Фактически, они использовали сотовую структуру для создания шины из бумаги, способной выдержать вес автомобиля.
Цель эксперимента с бумажной шиной заключалась не в том, чтобы создать бумажную шину для коммерческого использования, которая, как вы, вероятно, догадались, не выдержала бы дождя, а в том, чтобы доказать концепцию: даже такие гибкие материалы, как бумага, могут использоваться для создания легких, но прочных конструкций, способных поддерживать тяжелые предметы, при условии, что они построены соответствующим образом.
Студенты доктора Исиды проводят эксперименты в лаборатории на территории кампуса.
Помимо основ
Хотя вы можете представить себе инженеров-оригами, сидящих за столом и безумно складывающих стопки бумаги, это не всегда так.
«Применение одной только бумаги ограничено, — говорит Исида. «В своих исследованиях я подбираю материалы в соответствии с назначением, иногда складывая пластиковые панели, собирая вырезанные лазером акриловые листы или создавая сложные формы с помощью 3D-принтера».
В ходе исследования антивибрационного механизма Исида, который может найти применение в предотвращении землетрясений, она и ее команда объединили нарезанный металл с имеющимися в продаже цилиндрическими пружинами и механическими соединениями, чтобы создать конструкцию, основанную на конструкции плоской складной бумажной пружины оригами.
Для Исиды этот эксперимент показывает, что применение оригами выходит за рамки складывания изделий и изменения формы: «Исследование важно, потому что оно добавляет к оригами функцию антивибрации, тем самым открывая новый потенциал».
Спрятаны на видном месте
Вы замечали, что некоторые банки из-под напитков, которые вы покупаете в наши дни, имеют ромбовидный узор посередине? Этот узор берет свое начало в оригами и основан на исследованиях, проведенных астрофизиком и пионером в области оригами доктором Корё Миурой. Конструкция с алмазной огранкой делает банку более прочной и, таким образом, позволяет делать более тонкие и легкие стенки.
В вашем доме, машине и офисе есть еще много оригами, от складных чашек и контейнеров для хранения до подушек безопасности, дверей и панелей, в которых используется вышеупомянутая сотовая структура. Вдалеке от дома вы найдете принципы оригами за спутниками, солнцезащитными козырьками и роботами. Как объясняет Исида: «Хотя мы можем не признавать это как таковое, концепция оригами используется в нашей повседневной жизни».
И это не только делает возможным создание новых продуктов: Origami также помогает окружающей среде. «Легкие, но прочные основные конструкции, такие как сотовая структура, могут способствовать устойчивости за счет повышения эффективности использования топлива при транспортировке автомобилем или самолетом», — говорит Исида.
Если недостатки бумаги — плохая прочность и водостойкость — удастся преодолеть, считает Исида, изделия из сложенной бумаги получат переоценку, что позволит обществу отказаться от пластика.
Прототипы оригами показывают, как материалы расширяются и сжимаются.
К миру, все больше вдохновляющему оригами
Оригами-технологии все еще находятся в зачаточном состоянии, и возможности безграничны. Медицина, робототехника, проектирование аварийных убежищ, упаковка, исследование космоса — потенциальные области применения огромны.
Текущие исследования, такие как изучение механизмов, которые устранят необходимость вмешательства человека или источника энергии, позволяя оригами изменять форму самостоятельно, продвинут оригами еще дальше.
«Если материал, используемый для оригами, эластичный по своей природе, как резина, он может изменить форму, используя свою собственную силу, чтобы вернуться в исходное состояние», — говорит Исида. Можно также использовать сплавы и смолы с памятью формы, при этом изменения внешней температуры способствуют изменению формы сплава или смолы.
Исида также предвидит больше оригами в меньшем масштабе: «Оригами использовалось на протяжении десятилетий как средство укладки конструкций в небольшие упаковки, которые затем разворачивались в большие размеры», — говорит Исида. «В будущем мы, вероятно, увидим эволюцию в сторону меньших форм и композиций по требованию, которые можно адаптировать к индивидуальным потребностям, как в области медицины». Исида объясняет, что это может включать стенты, которые меняют форму после достижения пораженного участка, и лекарства, более эффективно доставляемые в определенные области тела.
Будь то нано- или мегамасштаб, новые идеи, берущие начало в оригами, продолжают развиваться. В следующий раз, когда вы сядете практиковать древнюю японскую традицию складывания бумаги, будь то величественный журавль или ловушка для животных для вашего ребенка, найдите минутку, чтобы подумать, что те же самые линии, которые вы складываете, помогают инженерам-оригами создавать уютный дом. продукты, спасательные медицинские устройства и оборудование, которое путешествует среди звезд.
Фотографии Анны Петек
Оригами революционизирует технологии, от медицины до космоса
Какофония лая предупреждает меня о картонной коробке, доставленной ко входной двери. Внутри упакован один лист белого гофрированного пластика, сложенный в нечто, похожее на большой чемодан. Мои четвероногие товарищи любопытно фыркают, когда я разворачиваю жесткую фигуру, занимающую почти всю ширину моей гостиной. Надавливая на сгибы одной стороны, я слышу ужасно громкий звук 9.0082 поп.
Собаки бегут в укрытие, карабкаясь по деревянным полам, а я лихорадочно ищу повреждения с бешено колотящимся сердцем. Но ничего не сломано. Вместо этого пластиковый чемодан трансформировался, и вдруг в моей гостиной стоит полноразмерный каяк.
Лодка, созданная компанией Oru Kayak, является частью научно-технической революции, вдохновленной многовековым искусством оригами. То, что начиналось как попытки понять математические закономерности складок, открыло удивительные возможности для управления формой, движением и свойствами всех видов материалов — фильтров лицевых масок, пластика каяков и даже живых клеток.
«Я просто не успеваю», — говорит Роберт Дж. Лэнг, выдающийся мастер оригами, ранее работавший физиком по лазерам. «Это прекрасное место для поля».
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Художник-оригами и физик Роберт Дж. Лэнг сложил обоих этих журавликов из цельных неразрезанных квадратов бумаги. Большинство ранних моделей оригами были довольно простыми, как традиционный журавль на левом изображении. Сложность журавля справа — от тонких конечностей до пернатых крыльев — когда-то считалась почти невозможной. Но Лэнг, пионер в использовании математики в оригами, сконструировал удивительно реалистичную бумажную птицу, используя геометрические понятия, лежащие в основе программы под названием TreeMaker, которую он разработал в 1919 году.93, чтобы проверить, могут ли компьютеры помочь в создании оригами.
Искусство оригами существует в Японии, по крайней мере, с 17-го века, но есть намеки на складывание бумаги задолго до этого.
Первоначально модели были простыми и, поскольку бумага была дорогой, использовались в основном для церемониальных целей, например, бумажные бабочки мужского и женского пола, известные как Очо и Мечо, украшающие бутылки саке на синтоистских свадьбах. Когда цены на бумагу упали, использование оригами распространилось на подарочную упаковку, игрушки и даже уроки геометрии для детей.
Затем, в середине 20-го века, мастер оригами Акира Йошизава помог превратить складывание из бумаги в изобразительное искусство. Он вдохнул жизнь и индивидуальность в каждое созданное им существо, от гориллы с суровым лицом, сверкающей запавшими глазами, до слоненка, радостно качающего хоботом. С публикацией своей первой книги об оригами в 1954 году Ёсидзава также сделал искусство более доступным, создав понятный язык пунктирных линий, тире и стрелок, которые внесли свой вклад в системы, используемые до сих пор.
В конце 1950-х изящные формы Ёсидзавы вдохновили Томоко Фусэ, одного из ведущих мастеров оригами в Японии.
( Графика: узнайте об инновациях, вдохновленных оригами в окружающем нас мире )
Среди своих многочисленных достижений Фьюз известна своими достижениями в области модульного оригами, в котором используются взаимосвязанные элементы для создания моделей с большей гибкостью и потенциальной сложностью. Но она думает о своей работе не как о творчестве, а как об открытии чего-то уже существующего, «как охотник за сокровищами», — говорит она. Она описывает свой процесс так, как будто наблюдает издалека, следуя туда, куда ведет ее бумага. «Внезапно получаются красивые узоры».
Действительно, оригами использует узоры, которые эхом разносятся по всей вселенной, видимые в естественных формах, таких как листья, появляющиеся из бутона, или насекомые, поджимающие крылья.
Однако, чтобы эти изящные складки стали полезными для науки, исследователи должны не только обнаружить закономерности, но и понять, как они работают. А для этого нужна математика.
Добавление чисел в интригующие узоры оригами уже давно является движущей силой работы Томаса Халла, математика из Университета Западной Новой Англии в Спрингфилде, штат Массачусетс. Когда я захожу на математический факультет его школы, я сразу понимаю, какой кабинет у него. Дверь в конце зала приоткрыта, открывая ярко раскрашенную бумагу, сложенную всевозможными геометрическими формами. Модели заполняют каждый уголок маленькой комнаты — свисают с потолка, украшают книжные полки и окружают настольный компьютер. Сам Халл представляет собой буйство красок и рисунков; черные и белые спирали танцуют на его туфлях, завязанных фиолетовыми шнурками. Он давно очарован узорами и до сих пор помнит, как в 10 лет раскладывал бумажного журавлика и восхищался упорядоченными складками на плоском листе.
Есть правила игры, которые позволяют этому работать, вспоминает он.
Халл и другие десятилетиями работали над тем, чтобы понять математику, управляющую миром оригами.
Пока мы болтаем, Халл вытаскивает множество моделей, которые складываются в интригующие формы или двигаются неожиданным образом. Один из них представляет собой невозможный на вид лист, сложенный гребнями из концентрических квадратов, которые заставляют бумагу скручиваться элегантным махом, известным как гиперболический параболоид. Другой представляет собой лист, сложенный серией гор и долин, называемый узором Миура-ори, который складывается или открывается одним рывком. Придуманный астрофизиком Корё Миурой в 19В 1970-х эта схема использовалась для уплотнения солнечных панелей японского космического летательного аппарата, который был запущен в 1995 году. часть поиска обитаемых миров. В нашей галактике столько же планет, сколько и звезд, но ученые, ослепленные звездным фоном космоса, часто не могут напрямую наблюдать за этими вращающимися по орбите мирами. Пролетев далеко перед космическим телескопом, чтобы заблокировать звездный свет, звездная тень может помочь ученым получить четкое представление.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
( Распечатайте и сложите свой собственный звездный абажур оригами .)
С тех пор оригами применяли для самых разных материалов, включая крошечные листы клеток. Этот необычный материал покрывает самоскладывающуюся структуру, созданную Каори Курибаяши-Сигетоми из Университета Хоккайдо. При зондировании клетки сокращаются, превращая плоские структуры в клеточные «блоки Лего», как она говорит, которые однажды могут помочь в выращивании органов.
Несмотря на нынешнюю популярность оригами в науке и технике, ранние попытки исследователей сложить фигурки встретили сопротивление. Халл до сих пор помнит дискуссию, которую он имел в 1997 году с сотрудником программы из Национального научного фонда (NSF), правительственного агентства США, которое поддерживает исследования и образование.
Халл обрисовывал в общих чертах потенциальный проект, когда руководитель программы прервал его, заявив, что NSF никогда не будет финансировать «исследовательское предложение с оригами в названии».
Этот скептицизм не ограничивался Соединенными Штатами. Томохиро Тачи, выдающийся инженер-оригами из Токийского университета, с улыбкой смотрит вниз, когда я спрашиваю, сталкивался ли он когда-нибудь с сопротивлением своей работе. По его словам, люди в Японии часто рассматривают оригами как детскую игру. Но это восприятие изменилось за последние пару десятилетий, и NSF возглавил большую часть изменений.
Во время временного пребывания в организации в 2009 году Глаусио Паулино настаивал на финансировании исследований, связанных с оригами. «Процесс был жестоким», — говорит Паулино, который сейчас является профессором инженерии в Принстоне. «Мы всегда были в горячем кресле, пытаясь защитить эту идею».
Но усилия окупились. В 2011 году NSF объявил первый из двух конкурсов предложений, сочетающих оригами и науку, и группы исследователей стекались, чтобы представить идеи.
Этот шаг придал легитимность растущей области — и использование оригами в науке расцвело.
«Этот резонанс был, — говорит Лэнг. «Это было то, чьё время пришло».
Сейчас Origami раздвигает границы того, что ученые считают возможным, особенно в мельчайших масштабах. Жарким летним днем я встречаюсь с Марком Мискиным, инженером-электриком из Пенсильванского университета. В просторном вестибюле Центра нанотехнологий имени Сингха при Университете Пенсильвании мы заглядываем сквозь ярко-оранжевую стеклянную стену в ряд комнат, где люди, одетые с ног до головы в Тайвек, сидят перед микроскопами или работают под вытяжными колпаками. Это похоже на мир вдали от красочного хаоса офиса Халла, но оригами может оказаться здесь не менее важным.
Мискин и его ученики использовали чистую комнату для создания армии роботов размером не больше пылинки. Такие крошечные боты требуют большого творчества. Шестерни и большинство других механизмов с движущимися частями лучше всего работают в мире размером с человека, где правят импульс и инерция, объясняет Мискин.
Но это не так в крошечных масштабах, где такие силы, как трение, огромны, заставляя все прилипать. Шестерни не крутятся. Колеса не крутятся. Ремни не ходят.
Вот тут-то и приходит на помощь оригами. Сложенные узоры будут изгибаться и двигаться одинаково при любом размере, по крайней мере, теоретически. Созданные с использованием тех же технологий, что и в индустрии компьютерных чипов, роботы Мискина выглядят как толстые хлопья с руками и ногами. При воздействии триггера, такого как напряжение, их конечности сгибаются, помогая им пройти через каплю на предметном стекле или помахать проходящей мимо амебе.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Слева : Математики не до конца понимают математику, стоящую за элегантными изгибами этой структуры, которые образуются, когда изогнутые складки добавляются к круглым листам.
«Вы получаете эти действительно впечатляющие 3D-формы с помощью очень простой биговки», — говорит Эрик Демейн, профессор Массачусетского технологического института, который разработал шаблон сгиба вместе со своим отцом, Мартином Демейном, также работающим в Массачусетском технологическом институте. Привлеченные к складыванию как способу разработки новых фокусов, дуэт влюбился в геометрические задачи, которые представляет собой оригами. Хотя изогнутые складки еще не нашли применения, Эрик видит много возможностей в их простоте и потенциальной силе.
Справа : Замысловатый рисунок сгиба маски для лица Airgami от Air99 помогает улучшить ее посадку и функциональность. Изготовленная из гибкого фильтра класса N95, соединенного с более жестким и складным слоем, края маски остаются на одном уровне с лицом из-за особого рисунка складок. В сложенном виде он в два-три раза больше обычных масок N95. Увеличение площади поверхности маски позволяет одновременно проходить большему количеству воздуха.
«Это все равно, что дышать через соломинку, а не через большую трубу», — говорит Ричард Гордон, Air9.9 соучредитель и генеральный директор.
Мискин видит мир возможных способов использования этих крошечных ботов, от производства до медицины. Однако сейчас для него важнее всего раздвинуть границы. «Если вы будете решать сложные проблемы, — говорит он, — вы будете вознаграждены интересной технологией».
Оригами особенно перспективен для биомедицины. Например, команда под руководством Даниэлы Рус, директора Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, разработала робота, который может складываться, чтобы поместиться в капсулу с таблетками. После того, как капсула проглочена, бот разворачивается и может быть направлен вокруг пищеварительной системы с помощью программируемых магнитных полей. Первоначальный тест продемонстрировал одно из возможных применений: удаление проглоченных батареек-таблеток из желудка, потенциально смертельное состояние, с которым сталкиваются тысячи детей каждый год.
«Представьте, что вы закапываете лекарство или используете его, чтобы залатать рану», — говорит Рус. «Только представьте себе будущее операций без разрезов, без боли и без риска заражения».
Именно в таких больших мечтах оригами помогает науке процветать больше всего. Почтенная форма искусства предоставила новый набор инструментов для разжигания воображения и создания технологий, которые когда-то считались невозможными, включая каяк, который складывается настолько мало, что помещается в багажнике автомобиля.
Ярким осенним днем я катаюсь на каяке по озеру Аккотинк в Вирджинии. Пластиковый чемодан привлекает любопытные взгляды прохожих, когда я его раскладываю. Возможно, однажды складывающиеся формы станут казаться прозаичными. Но на данный момент оригами будет продолжать вызывать удивление и волнение, поскольку оно продвигает науку, медицину и технологии в будущее и держит меня на плаву, когда я отталкиваюсь от берега озера.
Этот кролик был сложен по образцу, сгенерированному Origamizer, компьютерной программой, разработанной Томохиро Тачи из Токийского университета для создания сложных граненых форм (обратите внимание на мозаичный внешний вид кролика).