工程师们创造了一种突破性的管状结构设计，能够折叠平坦以便于运输，却可以扩展成坚固的建筑组件。这一进展得益于一种灵活的自锁机制，该机制灵感来源于曲线折叠纸艺，这是一种利用曲线线条进行纸张折叠的方法。
RMIT大学的工程师们创造了一种突破性的管状结构设计，能够折叠平坦以便于运输，却可以扩展成坚固的建筑组件。
这一进展得益于一种灵活的自锁机制，该机制灵感来源于曲线折叠纸艺，这是一种利用曲线线条进行纸张折叠的方法。
主要研究人员Jeff（Ting-Uei） Lee博士和杰出教授Mike（Yi Min）Xie提到，管子的设计受到竹子的启发，竹子具有自然的内部结构，可提供增强。
“这种自锁机制源于一种智能几何设计。”RMIT工程学院的Lee报告说。
“我们的创造非常适合于大规模应用 — 一个仅重1.3公斤的面板，由多个管子构成，可以轻松支撑重达75公斤的人。”
平包管子目前已广泛应用于生物医学设备、航空航天建筑、机器人和土木建筑等各个领域，其中包括灾后恢复的临时结构。
这一创新系统使得这些管子的组装更快更简单，同时自动过渡到强劲的锁定状态。
“我们研究不仅为新的多功能结构设计铺平了道路，还有潜力显著提升当前的可展开系统。”Xie在工程学院表示。
“例如，当NASA部署太阳能阵列时，吊臂使用的管子最初是平装的，然后在太空中展开。”Lee解释道。
“然而，这些管子是中空的，在太空的某些条件下可能变形。凭借我们的新设计，这些吊臂可以转变为更坚固的结构。”
研究结果发表在《国立科学院学报（PNAS）》上。该研究的其他贡献者包括来自RMIT工程学院的Hongjia Lu、Jiaming Ma和Ngoc San Ha博士，以及昆士兰大学的Joseph Gattas副教授。
Xie指出，他们的复杂算法通过调整管子方向来控制结构在各种力下的表现。
“得益于我们灵感来自纸艺的方法，平包管子不仅方便运输，而且在使用过程中足够坚固以承受外部力量。”Xie补充道。
“这些管子还具有自锁功能，确保其坚固设计能够安全固定，而无需额外的机制或人工辅助。”
下一步
研究团队计划进一步完善设计并探索新的发展方向。
“我们希望扩大自锁功能到各种形状的管子，并评估它们在不同压力下的表现，比如弯曲和扭曲。”Lee说道。
“我们还在研究新材料和制造工艺，以生产更小、更精确的管子。”
团队正在开发能够自主展开以实现各种应用的管子，且人工干预最小。
“我们的目标是提升智能算法，使这些管子在实际场景中变得更加灵活和高效，”Xie总结道。
