به تازگی محقق شد

کفش‌هایی که با الهام از هنر اریگامی لیز نمی‌خورند / طراحی جدید از محققان ایرانی

محققان ایرانی دانشگاه MIT با کمک یکی از شاخه‌های هنر اریگامی، موادی را با اصطکاک بالا تولید کردند که می‌تواند به عنوان کف کفش به کار رود و مانع لیز خوردن در سطوح یخی و لغزنده شود.

کد خبر: ۸۵۷۰۸۰

شنبه - ۰۷ تير ۱۳۹۹ / June 27, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، مهندسان دانشگاه MIT با الهام از کریگامی (شاخه‌ای از هنر اریگامی) ژاپنی‌ها یعنی هنر تا کردن و بریدن کاغذ، موادی را طراحی کرده‌اند که اصطکاک را افزایش می‌دهد. محققان با این مواد کف کفش طراحی کردند و با آزمایش آن روی سطوح یخی متوجه شدند که اصطکاک بیشتری نسبت به کفش‌های بدون پوشش ایجاد می‌کنند. محققان ادعا می‌کنند که کف کفشی که از این مواد تهیه می‌شود، می‌تواند از افتادن افراد به ویژه سالمندان روی برف و یخ و سطوح خطرناک جلوگیری کند.

از میان محققانی که روی این پروژه کار کرده‌اند، نام دو محقق ایرانی با نام‌های سحاب بابائی، دانشمند تحقیقاتی MIT و احمد رفسنجانی، پست دکتری دانشگاه هاروارد به چشم می‌خورد.

به گفته این محققان، کریگامی هنر ساخت اشیاء با کمک الگو‌های پیچیده در ورق‌های کاغذ و سپس تا زدن آن‌ها برای رسیدن به ساختار‌های سه‌بعدی است. اخیرا برخی دانشمندان از این تکنیک برای تولید مواد جدید مانند بانداژ‌هایی استفاده کرده‌اند که با اطمینان بیشتری به زانو‌ها و مفاصل می‌چسبند. همچنین چندین دانشمند نیز از این تکنیک برای ساخت حسگر‌هایی کمک گرفته‌اند که برای پوشاندن پوست روبات‌های نرم و کمک به حرکت آن‌ها در فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این تیم تحقیقاتی نیز از این رویکرد برای ایجاد الگو‌های پیچیده روی ورق‌های پلاستیکی یا فلزی استفاده کرده‌اند. این ورق‌ها که فعلا فقط روی کف کفش مورد آزمایش قرار گرفته‌اند، زمانی که کاربر ایستاده است، به صورت مسطح قرار می‌گیرند، اما زمانی که شخص در حال راه رفتن است، از سطح بیرون می‌آیند و شبیه به عاج کفش مانع از لیز خوردن فرد می‌شوند.

سحاب بابائی در این مورد می‌گوید: تازگی این نوع سطوح در این است که یک سطح مسطح دو بعدی به یک هندسه سه‌بعدی با سوزن‌هایی که از سطح بیرون می‌آیند، تغییر شکل داریم. از آنجا که این سوزن‌های تیز بر اساس کششی که اعمال می‌کنید، می‌توانند داخل سطح بروند و از آن خارج شوند، برای کنترل اصطکاک از آن‌ها استفاده کرده‌ایم.

محققان چندین طرح مختلف از جمله تکرار الگو‌هایی به شکل مربع، مثلث یا منحنی را آزمایش کردند و برای هر شکل، اندازه و ترتیب‌های مختلفی در نظر گرفتند و حتی برای این کار از ورق‌های پلاستیکی و فولاد ضدزنگ استفاده کردند تا با این کار، سختی و زاویه‌ای که مواد در حال کشش ایجاد می‌کنند را اندازه‌گیری کنند.

آن‌ها همچنین اصطکاک تولید شده توسط هر طرح را روی سطوح مختلف مثل یخ، چوب، کف‌پوش و چمن مصنوعی اندازه گرفتند و متوجه شدند که در همه این طرح‌ها میزان اصطکاک افزایش می‌یابد و بهترین نتیجه برای زمانی است که الگوی کریگامی به شکل انحنای مقعر باشد.

محققان سپس از روکش انحنای مقعر برای آزمایش استفاده کردند و با آن کف کفش‌هایی مثل کفش ورزشی و چکمه‌های زمستانی درست کردند و میزان اسطکاک تولید شده را هنگام راه رفتن فرد روی یک سکوی نیرو اندازه گرفتند. سکوی نیرو یا صفحه نیرو ابزار اندازه‌گیری است که با محاسبه نیروی ناشی از وزن فرد، تعادل، قدم زدن و برخی دیگر از پارامتر‌های بیومکانیکی را کمی‌سازی می‌کند. بیشترین کاربرد این وسیله در پزشکی، ورزش و آنالیز قدم برداشتن است.

محققان از این ابزار برای سطحی پوشیده شده از یخ یک اینچی استفاده کردند و دریافتند که روکش‌های مبتنی بر کریگامی ۲۰ تا ۳۵ درصد میزان اصطکاک را نسبت به کفش‌های دیگر افزایش می‌دهند.

هم‌اکنون در حال کار روی تعیین بهترین روش برای اتصال و ترکیب این سطوح کریگامی هستند. آن‌ها دو روش را مدنظر گرفته‌اند؛ یکی اینکه از ابتدا این سطوح را در وسایلی مثل کفش جاسازی کنند و دیگر اینکه آن را به شکل یک وسیله جداگانه طراحی کنند که در صورت لزوم به کفش وصل می‌شود. آن‌ها همچنین در حال بررسی امکان استفاده از مواد مختلفی مثل پلیمر لاستیک مانند و استیل تقویت شده هستند.