12.08.2019

Подражая божьей коровке: в Штутгарте построили адаптивный павильон, который меняет свою конфигурацию от прикосновения

информация:

Студенты и преподаватели Штутгартского университета продолжают исследовать возможности применения биомиметики и робототехники в архитектуре. Они уже успели построить павильоны, которые внешне и по конструктиву напоминают экзоскелет жука, панцирь морского ежа и «домик» личинки моли. В этом году исследователи обратили свое внимание на божьих коровок, точнее – на строение их крыльев. В результате получился павильон с мобильными навесами, которые меняют свою конфигурацию по запросу пользователя. В этом году разработкой и реализацией проекта занимались сразу три подразделения Штутгартского университета: Институт вычислительного проектирования (ICD), Институт строительной конструкции и конструктивного проектирования (ITKE) и Институт текстильных и волоконных технологий (ITFT).

Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

«У многих видов жуков тонкие и хрупкие крылья скрыты под более крепкими надкрыльями, – поясняет команда. – Чтобы компактно «упаковать» нижние крылья, насекомые складывают каждое вдоль четко выраженных гибких соединительных зон. Сложенная пара накапливает упругую энергию в местах сочленения, что позволяет [жукам] в случае опасности быстро их раскрыть [и улететь]». Исследователи говорят, что принцип, по которому складывается крыло, напоминает флексагоны – заготовки, которые используются в оригами.
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

Кстати, ученым долгое время не удавалось понять, как божьим коровкам удается так быстро отрываться от земли и не вредить при этом жизненно важным сосудам. Секрет удалось раскрыть только в 2017 исследователям из Токийского университета. Чтобы понаблюдать за механикой движения, им пришлось удалить часть жесткого надкрылья и заменить ее прозрачным аналогом.
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

Штутгартский павильон состоит из двух адаптивных складных элементов – тождественных крыльям божьей коровки. Ширина навесов – 1,70 м, высота одного из них – 2,50 м, а второй – на 50 см длиннее. Каждое «крыло» весит по 23 кг.
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

Многослойные «крылья» сделаны из полиамидной матрицы, углеродного и стеклянного волокон. Материалы уложены слоями, при этом количество лент и ориентация нитей были заранее просчитаны. Основу здесь составляет стекловолокно, а углеродное используется только там, где этого требует конструктив. Послойным распределением материала занимался промышленный робот KUKA. За его работой можно понаблюдать на видео ниже.



После этого многослойную заготовку сначала отправили под горячий пресс (240°C), а затем под холодный (30°C), чтобы скрепить волокна между собой. После пластину разрезали на детали, из которых собрали итоговую конструкцию.

Конфигурацию павильона можно менять двумя способами. Во-первых, прикосновением к сенсорным областям – контактное управление возможно благодаря электрической проводимости углеродных волокон. Во-вторых, через пользовательский веб-интерфейс на смартфоне или ПК.
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

В обоих случаях навесы способны быстро реагировать на требования пользователя. Угол между плоскостями одной детали меняется от 0° до 80°. Движение осуществляется за счет пневматического привода, а в конструкцию вмонтированы датчики, которые определяют текущее состояние навеса. 
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
Демонстрационная модель ITECH Research Demonstrator 2018-19. Процесс изготовления
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart
© ICD/ITKE/ITFT University of Stuttgart

Комментарии
comments powered by HyperComments

последние новости ленты:

статьи на эту тему:

07.11.2017
Егор Орлов. На пути к биомеханическому городу // Сигма, 06.11.2017
08.08.2017
Анна Будникова. Hybernatural: ноосфера, биомиметика и архитектура коммуникации // Сигма, 08.08.2017
23.03.2017
Анна Будникова. Биомиметика и концепция двоемирия: как примирить утопию с реальностью // Сигма, 17.03.2017
25.11.2016
Анна Будникова. Архитектурная топология и феномен биомимикрии // Сигма, 24.11.2016

статьи на эту тему:

Технологии:

19.08.2019

Tejas Borja. Революция в керамической черепице

Уникальность производства керамики Tejas Borja – в применении технологии цифровой струйной печати на поверхности черепицы, которая позволяет получить полную имитацию природных материалов: сланца, камня, дерева, цемента, мрамора и других.
Компания «Красные крыши»
14.08.2019

Свет и тень

Панели из фиброцемента EQUITONE [linea] – современный материал, который способен вдохновить на творческий эксперимент. Он создан архитекторами, и его главные свойства: контрастная фактура, тактильность и долговечность.
EQUITONE
12.08.2019

Центр художественной гимнастики в Лужниках: кровельная конструкция как изящный взмах гимнастической ленты

Самой заметной особенностью проекта, как и сложностью, стала нелинейная форма гигантской металлической «скульптуры» – кровли. Детали проектирования и реализации.
Riverclack
08.08.2019

Ключевой элемент

Специально для ЖК «Садовые кварталы» компания «ОртОст-Фасад» разработала материал, сочетающий силу стеклофибробетона и эстетику кирпича. Рассказываем о его особенностях и достоинствах на примере трех новых реализованных корпусов.
ОртОст-Фасад
07.08.2019

GRAPHISOFT BIM PROJECT 2019: активные вузы, талантливые студенты и профессиональные BIM-проекты

Компания GRAPHISOFT завершила подведение итогов Второго конкурса «BIM PROJECT 2019». К участию принимались курсовые или дипломные студенческие проекты, выполненные в среде ARCHICAD в рамках обучения.
GRAPHISOFT
другие статьи