Geleceğin Mesleği: Origami Mühendisliği

Japon sanatı origamiyi hepiniz biliyorsunuzdur. Bu kağıt katlama geleneğinin kökeni 17.yüzyıla dayanıyor. Modern çağda ise origami çok daha farklı bir boyut kazandı. Mühendislik bu sanattan ilham almaya başladı.

Kağıt katlamanın içinde barındırdığı matematik ve fizik, tasarımdaki sınırların aşılmasında ve teknolojinin daha dinamik, esnek ve değişken hale getirilmesinde mühendislere yol gösteriyor.

Origami teknikleri özellikle ulaşım, enerji, konfeksiyon ve sağlık sektörlerinde kullanılıyor. Eğilebilen, katlanabilen, taşınabilen, döndürülebilen, büyültüp küçültülebilen birçok ürün tasarlanıyor. Makine Mühendisliği ve Biyomedikal profesörü Mary Frecker “Origami mühendisliği birçok farklı endüstride karmaşık uygulamalardan sorumlu ürün ve sistem talebinin karşılanmasını sağlayabilir. Origami katlanabilen ve açılabilen ürünlerin tasarımını mümkün kılıyor.” cümleleriyle origami ve mühendislik arasındaki ilişkinin altını çiziyor.

Yalnız aklınıza şu soru takılıyor olabilir: “Tasarımlarda kullanılacak olan metal ve plastik gibi malzemeler nasıl bir kağıt gibi katlanabilir? Mühendislerin origamiyi tasarıma entegre etmesinin önündeki en büyük engel de bu. Hem kağıt kadar ince hem de deforme olmayacak malzemelerin kullanılması gerekiyor. Mühendisler ise baryum ferit gibi manyetik-aktif elastomerler ile çalışıyorlar. Bu maddelerin özelliği manyetik alan uygulamasıyla eğilebilmeleri ve dönebilmeleri. Ayrıca yüksek enerji yoğunluklu sentetik polimer bileşikler de akım ile sıkıştırılabilme ve genişletilebilme özellikleri sebebiyle origami temelli tasarımlarda kullanılıyor.

Güneş panelleri origami mühendisliğinin ön plandaki uygulamalarından. Bildiğiniz gibi günümüzde güneş panelleri genellikle düz. Fakat uzmanlara göre bu panelleri katlayarak üç boyutlu hale getirmek üretilen enerji miktarını ciddi oranda artırıyor. Bu tasarım ile bir panel tarafından yansıtılan enerji karşıdaki panel tarafından emilebiliyor. Bu şekilde enerji kaybı neredeyse ortadan kaldırılmış oluyor. Araştırmalara göre düz bir panel günde 50 kWh enerji üretebilirken origami panelleri 120 kWh enerji üretme potansiyeline sahip.

NASA da katlanabilir güneş panelleri üzerinde çalışıyor. Hatta uzay araçlarında origamiden esinlenerek tasarlanan katlanabilir ve dönebilir panellerin kullanılması hedefleniyor.

Origami desenlerinden esinlenerek tasarlanmış güneş paneli prototipi – Mark A. Philbrick -photo@byu.edu (801)422-7322

Origami mühendisliğinin tıp alanındaki uygulamalarına GE Healthcare ve Brigham Young Üniversitesi’nin tasarladığı x-ray cihazı örnek verilebilir. Ameliyathanelerde kullanılan bu x-ray cihazı uzayabilen bir kola sahip ve alet plastik örtüler yardımıyla steril halde saklanıyor. Cihazın her uzatılışında ve kısaltılışında plastiklerin değiştirilmesi gerekiyor. Bu prosedür hem zaman kaybına hem de maddi kayba yol açıyor. Birmingham Young Üniversitesi Makine Mühendisliği profesörü Larry Howell kol uzarken steril alanın korunmasına ihtiyaç duyduklarını ve sterilizasyonu amaçlayan bir çok proje arasından origami temelli tasarımın seçildiğini belirtiyor. Sentetik kağıttan üretilen ve Miura-ori isimli origami deseninden esinlenerek tasarlanan kol bir akordeon gibi açılıp kapanarak steril kısmın ortamla temasını engelliyor.

NASA’nın origami temelli uzay aracı tasarımı

Tıp alanında origami mühendisliği çalışmaları devam ediyor. Stent ve pens gibi aletlerin tasarımında katlama sanatı kullanılması hedefleniyor. Böylece bu aletler küçük bir yarıktan vücuda girebilecek, işlem esnasında uzatılabilecek ve işlemin ardından kısaltılıp çıkartılabilecek.

Miura-ori kağıt katlama tekniği kullanılarak üretilen x-ray cihazı

Origami sanatı daha birçok alanda mühendislere yol gösteriyor. Teleskop, emniyet kemeri, spor gereçleri, kayaklar ve çadırlar origami mühendisliği uygulamalarından bazıları. Howell’e göre “Bu ve benzeri ürünler tasarım mühendisliğinde katlanabilir dizaynların çözüm olabileceğinin kanıtı.”. “Origami sanatı taşınabilir ve konuşlanabilir ürünlere ilham vermeye devam edecek.”

Ayşe Berceste Dinçer

Kaynaklar

Live Science-How the Future of Origami Engineering is Unfolding

Live Science-Origami:Mathematics in Creasing

Live Science-Solar Panel Productivity Boosted by Origami

Wired 

Bu yazı ilk olarak http://www.gazetebilkent.com da yayınlanmış, sitemize aslına uygun kalınarak eklenmiştir.

Matematiksel

Yazıyı Hazırlayan: Matematiksel

Bu yazı gönüllü yazarlarımız tarafından hazırlanmış veya sitemiz editörleri tarafından belirtilen kaynaktan aslına uygun kalınarak eklenmiştir.

Bunlara da Göz Atın

Nobel: Bilimin Zirvesi

Herkesin merakla beklediği 2017 Nobel ödülleri sahiplerini buldu. Tabi ödül alanları destekleyenler kadar eleştirenler de …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir