¿Cómo se puede doblar un único patrón de pliegue de origami en dos formas de destino definidas con precisión? Investigadores de AMOLF y la Universidad de Leiden han creado un "alfabeto" de 140 "piezas de rompecabezas" de origami que les permite hacer precisamente eso, como se describe hoy en Física de la naturaleza . Este descubrimiento podría ayudar en la construcción de robots de origami y en el diseño de materiales programables inteligentes.

La física no es solo la mecánica cuántica y los agujeros negros. Incluso el doblado de papel p.ej., origami, plantea muchos acertijos relacionados con la física, y con esta investigación, uno de esos ha sido resuelto.

Peter Dieleman, Nick Vasmel, Scott Waitukaitis y Martin van Hecke de la Universidad de Leiden, Departamento de Física, y el instituto de investigación AMOLF descubrió un método para diseñar origami rígido plegable. Útil en muchas aplicaciones tecnológicas, El origami rígido se ocupa de superficies planas divididas en paneles rígidos que se pliegan a lo largo de pliegues rectos. "Es muy difícil diseñar un patrón rígido que se doble, ", dice Martin van Hecke." La mayoría de los patrones están demasiado restringidos y deben permanecer planos ".

Hasta ahora, solo se conocían unos pocos patrones de origami rígidos plegables, incluyendo Miura-ori, un patrón de espina de pescado de la tradición artística japonesa. Buscando más patrones los investigadores se centraron en aquellos donde cuatro pliegues se encuentran en cada intersección en un llamado vértice.

Partiendo de un pequeño subconjunto de cuatro vértices, los investigadores encontraron una manera de combinarlos en mosaicos con un vértice en cada esquina. Comprobando sistemáticamente todas las combinaciones, encontraron 140 baldosas básicas que están garantizadas para doblarse. Estas son las letras del alfabeto de origami.

Para hacer patrones plegables más grandes, el equipo de investigación solo tuvo que encontrar mosaicos que encajaran; esto convierte el rígido diseño de origami en un rompecabezas. La compleja matemática del origami subyacente está ingeniosamente codificada en la forma y el color de las piezas. Mientras juega con sus piezas de rompecabezas, los investigadores redescubrieron rápidamente los patrones de pliegues clásicos como el Miura-ori. Más importante, también encontraron una gran cantidad de patrones de pliegues nunca antes descubiertos.

Patrones de pliegue programables

Asombrosamente, los investigadores encontraron que todos esos patrones de pliegues se podían plegar de al menos dos formas. Es más, las formas de destino se pueden programar exactamente eligiendo los mosaicos en las combinaciones correctas. Para demostrar esto, los investigadores diseñaron un patrón de pliegue único que se puede plegar en dos formas objetivo:los símbolos griegos alfa y omega. Usando un cortador láser, grabaron su patrón en una hoja de Mylar, cuales, después de doblar, coincidió exactamente con sus predicciones.

Según van Hecke, tales patrones de pliegue programables podrían usarse en futuros robots basados ​​en origami, como paneles solares plegables para satélites, o en materiales inteligentes con propiedades programables. Los principios subyacentes también podrían dar una idea de los sistemas de plegamiento que ocurren naturalmente, como membranas y proteínas.