"Laeae Cursor", "Con Air", "Imber gravis" - quid haec repraesentativa culturae popularis communia habent? Omnes, ad unum gradum vel ad alterum, figurant artem veterem Iaponica chartae plicatilis - origami. In pelliculis, ludis et in vita reali, origami saepe ponitur symbolum quorundam sensuum, alicuius memoriae vel nuntii singularis. Hoc plus est motus origami, sed ex parte scientifica, multae rationes iucundae ex variis locis in figuris chartacis latent: geometriae, mathematicae et etiam mechanicae. Hodie cognoscemus pervestigationem qua physici ex Instituti Americani Physicorum creaverunt machinam repositam plicando/explicando figuras origami. Quam exacte chartae memoriae schedulae operae, quae principia in eo exsequuntur, et quanta notitia copia talis machinae potest? His quaestionibus responsa inveniemus in fama scientiarum. Vade.
Investigatio basis
Difficile dictu est cum origami exacte oriuntur. Sed certo scimus neminem antea quam 105 AD. Hoc anno Cai Lun chartas in Sinis invenit. Sane ante hoc momentum charta iam exstitit, sed non ex ligno, sed ex bamboo vel serico facta est. prima optio facilis erat, et secunda valde pretiosa erat. Cai Lun cum nova recipe chartam pensabat, quae levis, vilis, et facilis esset. Negotium non facile est, sed Cai Lun ad popularissimum inspirationis fontem convertitur - naturam. Diu observavit vespas, quarum domos ex lignis et fibris plantarum factae sunt. Tsai Lun multa experimenta gessit in quibus variis materiis futurae chartae (corticis arboris, cineris et retia piscandi) aqua mixta utebatur. Missa inde in speciali forma posita est et in sole siccatur. Effectus huius operis colossalis obiectum est prosaicum pro moderno homine - charta.
Anno 2001, parcus nomine Cai Lun in urbe Leiyang (China) apertus est.
Divulgatio chartarum ad alias terras statim non facta est, solum ineunte saeculo VII Coream et Iaponiam suam reciperavit, et charta tantum in saeculo XI ad Europam pervenit.
Perspicuus usus chartarum est, codicum et impressorum sane. Sed Iapones elegantiorem usum pro eo - origami, i.e. plicat charta figurarum.
Brevis excursio in mundum origami et machinalis.
Magna varietas optionum origami, necnon artificiorum ad eas conficiendas: origami simplicis, kusudama (modularis), plicatilis humida, exemplar origami, kirigami, etc. ()
Ex parte scientiae, origami est meta materialis mechanica, cuius proprietates determinantur per geometriam, et non per proprietates materiae ex quibus fit. Demonstratum est aliquo tempore versatile XNUMXD structuras explicabiles cum singularibus proprietatibus creari posse utens origami exempla repetens.
Imago #1
Ad imaginem 1b talis structurae - follis explicabilis ex una scheda ex schemate in icone constructa, exemplum ostendit. 1a. Ex optionibus origami promptis, phisici variam identificaverunt in quibus musivo identitatis tabulae triangularis in symmetria cyclica, quae Kroesling origami nota est, inducitur.
Gravis est notare structuras origami-fundatas venire in duo genera: rigidum et non rigidum.
Rigidum origami structura trium dimensiva est in qua solum plicae inter tabulas deformentur in explicatione.
Specimen origami rigidi notabile est Miura-ori, quod cum ratione Poisson negativa metaterias mechanicas creare solebat. Materia talis amplis applicationibus habet: spatium explorationis, electronicarum deformabilium, musculorum artificialium et metaterialium mechanicarum sane reprogramma- tarum.
Origami non rigidi sunt tres structurae dimensiones quae exhibent deformationem tabularum non rigidam elasticam inter plicas in explicatione.
Exemplum talis origami variantis est exemplar supradictum Kroesling, quod feliciter usus est ad structuras multi- bilitas, rigoris, deformationis, emollitionis/durationis, et/vel prope nullae rigoris.
Investigationis eventus
Artem antiquam inspirati, phisici origami Kroeslingi uti voluerunt ad explicandum botrum virgarum mechanicarum binarum, quae cogi possunt ad commutandum inter duas civitates statas varias utentes uno initus moderato in forma excitationis harmonicae applicatae ad basim transiti. .
Ut videtur, ex 1b, folla in uno fine figitur et onus externo in x directione ad alterum liberum finem subicitur. Ob hoc simul deflexionem et rotationem subit et circa axem x-axum. Vis coacervata in deformatione follorum dimittitur, cum onus externum removetur, follis ad pristinam figuram redire facit.
Plane, torsionem fontis spectamus, cuius restitutio dependet a forma energiae functionis potentiae follis. Hoc vicissim pendet a parametris geometricis (a0, b0, Ξ³0) compositi trianguli follis construendis, ac numerus (n) horum triangulorum (n.1a).
Nam certa compositio consilio geometrici parametri, follis energiae potentialis munus habet unum minimum respondens uni puncto stabili aequilibrio. Ad alias compositiones, navitas potentiae munus habet duas minimas correspondentes duabus stabilium follium configurationibus, quarum unaquaeque cum alia altitudine aequilibrio coniungitur, vel e regione claudicans ver.1s). Hoc genus veris saepe bistable dicitur (vide infra).
Ad imaginem 1d parametros geometricos ducens ad ver bistable formationem et parametri ducens ad fontis monostable formationem n=12.
Fons bistable in uno ex aequilibrio positis in absentia onerum externorum subsistere potest et ad commutandum inter ea moveri, cum iusta copia energiae suppetat. Haec proprietas est fundamentum huius studii, quod creationem permutationum mechanicarum Kroesling (KIMS e Kresling-inspirati switches mechanica) Cum binariis civitatibus.
Praesertim, ut patet in 1ctransitum ad transitum inter duas civitates excitari potest, satis industriam praebens ad impedimentum potentiale superandum (βE). Industria praestari potest per modum actionis tardae quasi-staticae, vel applicando signum harmonicum ad basim transindi cum excitatione frequentiae prope locorum sonorum frequentiam transitum in variis civitatibus aequilibrii. In hoc studio, secunda optione uti placuit, cum operatio resonans harmonica quasi-statica operatione in quibusdam potior sit.
Primum, actio resonans minorem vim ad mutandum et fere velociorem requirit. Secundo, permutatio resonans insensibilis est ad perturbationes externas, quae transitum in suis civitatibus localibus non resonant. Tertio, cum functiones potentiales transindi plerumque asymmetricas quoad instabilem aequilibrium punctum U0, notae harmonicae excitationis quae ad commutationes ab S0 in S1 requiruntur soleant ab iis, quae ad commutationes ab S1 ad S0 requiruntur, inde in possibilitate. excitatio-selectivam mutandi binarii.
Configuratio haec KIMS est specimen ad multimodis memoriae mechanicae conficiendam tabulam utendi binarii virgas multiplices cum differentiis notis in uno suggestu harmonico acti. Talis machinae creatio debetur sensibilitati figurae energiae potentiae functionis transitum mutationum in parametris geometricis principalium tabularum (1s).
Unde multiplex KIMS cum notis diversis tractatum in eodem suggestu collocari potest et excitari ad transitionem ab uno statu ad alium, per singulos vel in compositione utens diversis parametris excitationis.
In spectaculo practicae probationis, virga facta est e charta densitate 180 g/m2 cum parametris geometricis: Ξ³0 = 26.5Β°; b0/a0 = 1.68; a0 = 40 mm et n = 12. Hae sunt parametri calculis diiudicandis (1d) et ducunt ad ver bistable provenientem. Calculationes fiebant utentes simpliciori exemplari axialis truss (rolis structurae) follium.
Usus laser, lineae perforatae in charta factae sunt.1a) quae loca plicat. Follae deinde per margines b0 (extrorsum curvatae) et Ξ³0 (introrsum curvatae) factae sunt, et extremae extremae margines arcte conjunctae sunt. Superficies summae et imae transitum cum acrylicis polygonis auctae sunt.
Reparatio vis curvae switch facta est experimentaliter per compressionem et distrahentes probationes in universali experimento machinae factae cum speciali statuto permittens basem per probationes rotari (1f).
Fines polygoni acrylici switch rigide fixi erant, et obsessio moderata summo polygono applicata ad scopum celeritatem 0.1 mm/s. Displacentia distrahenda et compressiva cyclice applicata et ad 13 mm terminata. Modo ante ipsam machinae probationem, transitum componitur faciendo decem cyclos huiusmodi oneris antequam vis restituenda commemoratur utens 50N cellam oneris. On 1g ostendit vim restituendi curvam mutandi experimento consecutam.
Deinceps, integrando mediocris vis restituendi transitum super range operativa, functionem energiam potentiae (1h). Minima in functione energiae potentiae repraesentant aequilibriam staticam cum duabus civitatibus transitum coniungentibus (S0 et S1). Ad hanc figuram particularem, S0 et S1 occurrunt instruere altitudines u = 48 mm et 58.5 mm, respective. Munus energiae potentialis manifeste asymmetricum est cum diversis energiae claustris -E0 in puncto S0 et -E1 in puncto S1.
Virgulae in concussorem electrodynamicum positae sunt, quae excitationem basis in directione axiali moderatam praebet. Propter excitationem, summa superficies switch oscillat in directione verticali. Situs summae superficiei switch relatio ad basim mensuratus est utens laser vibrometer (2a).
Imago #2
Inventum est locorum sonorum frequentiam transitum in binis suis civitatibus esse 11.8 Hz pro S0 et 9.7 Hz pro S1. Transitum inter duas civitates inchoare, id est, exitum potentiale bene *, lentissima (0.05 Hz/s) frequentia bidirectionalis linearis lapsus fiebat circa frequentia identificanda cum basi accelerationis 13 ms-2. Speciatim, KIMS initio in S0 collocatus est et in dies crebrescentibus scopis 6 Hz initiatus est.
Potentia bene* - regionem ubi est minima localis potentiae energiae particulae.
Ut videatur supra 2bCum frequentia incessus ad circiter 7.8 Hz pervenit, transitum bene potentiale S0 relinquit et bene potentiale S1 intrat. Transitus permansit in S1 sicut frequentia adhuc aucta est.
Transitus inde iterum ad S0 positus est, sed hoc tempore descensus in 16 Hz initiatus est. In hoc casu, cum frequentia 8.8 Hz appropinquat, transitum relinquit S0 et intrat et manet in potentia bene S1.
Civitas S0 habet cohortem activationem 1 Hz [7.8, 8.8] cum acceleratione 13 ms-2, et S1 - 6...7.7 Hz (2s). Sequitur, KIMS selecte inter duos status excitari posse per harmonicam basem eiusdem magnitudinis excitationem sed differentem frequentiam.
Commutatio band latitudo KIMS implicatam dependentiam habet a specie functionis energiae potentialis, notae debilitantis, et excitationis harmonicae parametri (frequency et magnitudo). Accedit, ob mollitam morum nonlinearum transitum, sedis activationis latitudo non necessario includit frequentiam sonoram linearem. Interest igitur ut tabula activationis switch pro singulis KIMS singulis creata sit. Haec tabula ad significandum frequentiam et magnitudinem excitationis quae consequitur commutationes ab uno statu in alium et vice versa.
Talis tabula experimentaliter creari potest per crebras excitationes in diversis gradibus excitationis, sed hic processus valde laboriosus intensivus est. Ideo phisici hac in scaena ad exemplum transitum movere constituerunt, utentes munus energiae potentialis in experimentis determinatae (1h).
Exemplar supponit quod dynamicus modus agendi potest bene approximari ab dynamicis oscillatoris asymmetrici bistable-Helmholtz-Duffing, cuius aequatio motus sic exprimi potest:
quibus u β declinatio faciei mobilis polygoni acrylici relativi ad fixum; m - massa efficax transitum; c - viscosa debilitatio coefficientis experimentaliter determinata; ais-bistable coΓ«fficientium vi restituendi; ab et Ξ© bases magnitudinis et accelerationis frequentiae.
Praecipuum simulationis munus est hac formula uti ad junctiones ab et Ξ© constituere quae commutationes inter duos diversos status concedunt.
Scientistae notant crebras excitationes criticas quibus oscillator oscillator transitus e statu uno in alium, duobus frequentiis approximari potest. bifurcations *: periodus duplicatio bifurcationis (PD) et plica bifurcatio cyclica (CF).
disiunctionis * β Mutatio qualitativa systematis, mutando parametros a quibus dependet.
Utens approximatione, frequentia responsionis curvae KIMS in duobus civitatibus constructae sunt. In chart 2s monstrat frequentiam responsionis curvae switch in S0 duabus gradibus accelerationis basi diversae.
Ad basim accelerationis 5 ms-2, amplitudo-frequentiae curvae levem emollitionem ostendit, sed instabilitatem vel bifurcationem nullam. Ita, transitum in statu S0 utcumque mutatur frequentia manet.
Attamen, cum basis acceleratio ad 13 ms-2, augeatur, stabilitas ob bifurcationem PD decrescit sicut incessus frequentiae decrescit.
Eodem schemate utens, frequentia responsionis curvae switch in S1 habitae sunt (2f). In acceleratione 5 ms-II, servata forma eadem manet. Sed ut basis accelerationis augeatur ad 2ms-2 PD et CF bifurcationes apparent. Excitando transitum in quavis frequentia inter has duas bifurcationes eventum in pactione ab S1 ad S0.
Simulatio data suggerit magnas regiones esse in tabula activo, in quibus singuli status singulari modo excitari possunt. Hoc permittit ut selective mutes inter duas civitates secundum frequentiam et magnitudinem felis. Etiam videri potest spatium esse in quo utraque civitas eodem tempore commutari potest.
Imago #3
Compositio plurium KIMS plurium minutarum memoriam mechanicam creare potest. Variante geometrica switch ut figura potentiae energiae cuiuslibet duarum virgarum satis diversarum, designare potest activationem bandam virgarum ut non aliudque faciant. Ob hoc, singulae transitum parametri excitationem unicam habebunt.
Ad hanc artem demonstrandam, tabula 2-minuta creata est in duabus virgas cum notis diversis potentialibus (3a: frenum 1 - Ξ³ 0 = 28Β°; b0/a0 = 1.5; a0 = 40 mm et n = 12; frenum 2 - Ξ³ 0 = 27Β°; b0/a0 = 1.7; a0 = 40 mm et n = XII.
Cum singulas partes binas habeant civitates, summa quattuor civitatum diversorum S00, S01, S10 et S11 effici potest.3b). Numeri post S valorem sinistri (bit 1) et dextrae virgas (bit 2) indicant.
Mores cuiusdam transibit per 2-frenum in cinematographico infra ostenditur:
Ex hac arte, potest etiam facere botrum virgarum, quae ex multi- bits tabulis memoriae mechanicis esse potest.
Pro accuratiore studiorum notis ac simplicium rerum notis commendo ΠΈ ad eum.
epilogus,
Verisimile est aliquem creatorum origami fingere quomodo eorum creatio in mundo hodierno adhibeatur. Ex altera parte, hoc indicat multitudinem complexorum in communibus chartarum figuris absconditam; contra, scientia moderna his elementis uti potest ad aliquid omnino novum creandum.
In hoc opere phisici Kroesling origami geometria uti poterant ad simplicem transitum mechanicum efficiendum, qui in duobus diversis statibus esse potest, secundum initus parametri. Haec comparari possunt cum 0 et 1, quae sunt signa classica notitiarum.
Inde machinis coalitis in systema scientificum mechanicum 2 utile est accommodare calcaria. Sciens unam litteram sumit 8 minutas (1 byte), quaestio oritur: quot similes origami scribendae erunt "Bellum et Pacem", exempli gratia.
Scientissimi sciunt scepticismum quod eorum progressio causare potest. Tamen, secundum eos, haec investigatio est exploratio in campo memoriae mechanicae. Praeterea origami usus in experimentis magnae esse non debent, earum dimensiones signanter minui possunt sine detrimento earum proprietatum.
Sit ut licet, hoc opus ordinarium, vulgare vel taediosum dici non potest. Scientia non semper usus est ad aliquid specificum explicandum, et docti non semper initio sciunt quidnam creant. Maxime autem inventa et inventa quaestio simplex provenit - quid si?
Gratias vigilantes, manete curiosa et magna volutpat quisque! π
A paulo vendo
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; , unicum analogum de ingressu servientibus, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x vilius in Equinix Tier IV centri Amstelodami? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com