นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังค้นหาการใช้งานจริงสำหรับรูปแบบศิลปะของญี่ปุ่นในด้านอวกาศ การแพทย์ หุ่นยนต์ สถาปัตยกรรม และอื่นๆ
เมื่อ Anton Willis ย้ายเข้ามาอยู่ในอพาร์ตเมนต์ในซานฟรานซิสโก เขาประสบปัญหาด้านพื้นที่: ไม่มีที่ว่างสำหรับเรือคายัคอันเป็นที่รักของเขา เขาโตมากับการพายเรือในมหาสมุทรแปซิฟิกและน่านน้ำท้องถิ่นในเขตเมนโดซิโน การรับมันจากการจัดเก็บเป็นความไม่สะดวกที่เขาตั้งใจจะแก้ไข
เขาค้นพบแรงบันดาลใจใน เรื่องราวของ ชาวนิวยอร์ก ในปี 2550 เกี่ยวกับโรเบิร์ต แลงก์นักฟิสิกส์ของนาซ่าที่กลายมาเป็นศิลปินพับกระดาษเต็มเวลาในปี 2544 หรั่งใช้ภูมิหลังทางคณิตศาสตร์ของเขาในการถ่ายทอดศิลปะการพับกระดาษไปสู่พรมแดนใหม่ โดยสร้างสรรค์ผลงานที่ไม่เคยทำได้มาก่อน เขาเริ่มสำรวจความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ เช่น ภาชนะ การปลูกถ่ายทางการแพทย์ และถุงลมนิรภัย
“ฉันเริ่มคิดว่าจะพับเรือคายัคได้เหมือนกระดาษไหม” วิลลิสซึ่งเพิ่งสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทด้านสถาปัตยกรรมจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์กล่าว
เขาเคยทำ origami เล็กๆ น้อยๆ มาตั้งแต่เด็ก แต่ก็ไม่ได้ซับซ้อนอะไร เขาเริ่มพับโมเดลทีละรุ่น โดยล้อเล่นในช่วงสุดสัปดาห์ การทำเรือคายัคให้เป็นรูปเป็นร่างค่อนข้างง่าย แต่การพับชุดที่สองเพื่อเปลี่ยนวัสดุแผ่นเดียวให้เป็นกล่องที่เล็กพอที่จะใส่ในกระเป๋าเป้ขนาดใหญ่นั้นพิสูจน์ได้ยาก สองปีและมากกว่า 25 แบบต่อมา เขามีต้นแบบการทำงานที่เปิดตัวOru Kayakซึ่งเป็นบริษัทในแคลิฟอร์เนีย และสร้างความประทับใจให้คณะกรรมการเรื่อง “ Shark Tank ” Oru ซึ่ง Willis เป็นหัวหน้าเจ้าหน้าที่ออกแบบ ปัจจุบันขายเรือคายัคแบบพับได้สี่รุ่น หนึ่งในนั้นอยู่ในพิพิธภัณฑ์ศิลปะสมัยใหม่ซานฟรานซิสโก
ในขณะที่เราคิดว่าโอริกามิเป็นศิลปะ แต่บริษัทและนักวิจัยด้านอวกาศ ยา หุ่นยนต์ สถาปัตยกรรม ความปลอดภัยสาธารณะ และการทหาร กำลังถูกใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อแก้ปัญหาการออกแบบที่น่ารำคาญ ซึ่งมักจะใส่สิ่งใหญ่ๆ เข้าไปในพื้นที่ขนาดเล็ก ขณะนี้ American Society of Mechanical Engineers ได้รวม origami ในการประชุมประจำปี สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกันก็เช่นกัน
ที่ศูนย์กลางของการเปลี่ยนแปลงนั้น มีนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจำนวนน้อยที่สนับสนุนการใช้งานจริงของศิลปะญี่ปุ่น ที่สำคัญที่สุดในหมู่พวกเขาคือ Lang ผู้เปลี่ยนศาสนาที่หลงใหลในศิลปะและวิทยาศาสตร์ของการพับกระดาษ เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีที่ Caltech และปริญญาโทที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ทั้งในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ก่อนที่จะจบปริญญาเอก ในสาขาฟิสิกส์ประยุกต์ที่ Caltech เขาพับตลอดเพื่อให้รู้สึกผ่อนคลายโดยส่วนใหญ่เป็นแมลงและสัตว์เช่น ปูเสฉวน หนูในกับดักหนู มด บางคนใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการออกแบบและหลายชั่วโมงกว่าจะพับ ไม่นานหลังจากที่เขาเริ่มทำงานที่ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA ในปี 1988 (Lang ได้ตีพิมพ์เอกสารมากกว่า 80 ฉบับและมีสิทธิบัตร 50 ฉบับ) เขาก็พับนาฬิกานกกาเหว่าขนาดเท่าของจริง
ในปี 2544 เขาลาออกจากงานที่บริษัทใยแก้วนำแสง JDS Uniphase เพื่อมุ่งความสนใจไปที่งานศิลปะของเขา เขาเขียนบทความเกี่ยวกับอัลกอริธึมสำหรับการออกแบบโอริกามิ เอกสารเพิ่มเติมตามมา เขาได้เขียนหนังสือทั้งที่แปลกและจริงจัง และโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีชื่ออย่างTreeMakerและTesselaticaที่ใช้โมเดลหุ่นไม้แบบง่ายๆ และสร้างรูปแบบรอยพับ กระดาษชิ้นหนึ่งดึงดูดสายตาของวิศวกรที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore ซึ่งกำลังทำงานเกี่ยวกับเลนส์กล้องโทรทรรศน์ที่พวกเขาต้องการเพื่อพับสำหรับการเดินทางสู่อวกาศ เขาช่วยออกแบบ เลนส์ ต้นแบบขนาดเท่าสนามฟุตบอลสำหรับแว่นตาซึ่งจะขยายไปถึงขนาดของแมนฮัตตันหากโครงการได้รับทุน นอกจากนี้ เขายังได้ปรึกษาเกี่ยวกับการออกแบบที่คล้ายกันกับห้องทดลองขับเคลื่อนด้วยไอพ่นที่เรียกว่าสตาร์เชด ซึ่งเป็นม่านตาขนาดมหึมาที่พับได้ซึ่งจะปิดกั้นแสงจากดาวที่อยู่ห่างไกลออกไป เพื่อปรับปรุงความสามารถของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ
ทุกวันนี้ Lang แบ่งเวลาระหว่างงานศิลปะและการให้คำปรึกษาในโครงการต่างๆ กับพันธมิตรองค์กรและนักวิชาการ “นักวิทยาศาสตร์ที่ดีทุกคน ส่วนหนึ่งเป็นศิลปิน” เขากล่าว
งานวิจัยของ Lang ดึงดูดLarry L. Howellศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมและนักวิจัยที่ Brigham Young University หลังจากที่นักศึกษาปริญญาเอกแนะนำให้มองหา origami เพื่อสร้างโซลูชันทางวิศวกรรม “เราตระหนักดีว่ามีหลายสิ่งที่เราสามารถเรียนรู้ได้จากศิลปินพับกระดาษเหล่านี้ ซึ่งสามารถช่วยให้เราทำวิศวกรรมในแบบที่เราไม่เคยค้นพบโดยใช้วิธีการแบบเดิมๆ” เขากล่าว
พวกเขาได้ร่วมมือกันในหลายโครงการ Howell ยอมรับว่าเขาระมัดระวังในตอนแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสมัครขอรับทุนจากรัฐบาลกลาง เขามีวิสัยทัศน์ของวุฒิสมาชิกที่ถามว่าทำไมเงินวิจัยของรัฐบาลกลางถึงไปพับกระดาษ ซึ่งเป็นสิ่งที่หลานชายวัย 10 ขวบของเขารู้ดีว่าต้องทำอย่างไร หนึ่งในโครงการแรกเริ่มที่ได้รับทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติคือการออกแบบแผงโซลา ร์เซลล์ ที่บีบอัดได้ถึง 9 ฟุตระหว่างการเปิดตัว แต่นำไปใช้ในอวกาศถึง 82 ฟุตเพื่อสร้างพลังงาน ที่ให้ความน่าเชื่อถือสำหรับ origami ในการออกแบบที่มีเทคโนโลยีสูง โครงการเพิ่มเติม—และงานวิจัยเพิ่มเติม—ติดตาม
Howell และนักวิจัยนักศึกษาของเขาได้ดำดิ่งสู่การแพทย์ ซึ่งการใช้ origami เพื่อสร้างอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดนั้นมีประโยชน์อย่างยิ่งในการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ พวกเขาคิดค้นoricepsซึ่งเป็นเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็กตาม แนวคิด origami ที่ เรียกว่า chompers พวกเขาสร้างretractorเพื่อผลักอวัยวะออกไประหว่างการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ที่สามารถแทรกผ่านแผลเล็ก ๆ แล้วนำไปใช้ภายในร่างกาย Intuitive Surgical บริษัทที่ทำระบบ da Vinci Surgical Systems ได้รับใบอนุญาตสิทธิบัตรของพวกเขา
หลังจากพูดคุยกับเจ้าหน้าที่ที่ Homeland Security Agency ทีมงานของ Howell ได้ทำงานร่วมกับ Lang และออกแบบโล่เคฟลาร์แบบพับได้ ที่ปกป้องคนสองหรือสามคน ข้อตกลงใบอนุญาตอยู่ในระหว่างการเจรจา พวกเขาปรึกษากับบริษัทรถไฟแห่งหนึ่งเพื่อออกแบบแฟริ่งกระดาษพับสำหรับด้านหน้าของหัวรถจักรที่พับขึ้นเมื่อรถเชื่อมต่อกัน แต่ปรับใช้เมื่ออยู่ด้านหน้า ทำให้พวกเขาแอโรไดนามิกมากขึ้น แฟริ่งช่วยประหยัดค่าเชื้อเพลิงได้หลายล้านเหรียญต่อปี Howell กล่าว และพวกเขาได้ออกแบบผ้าอ้อมผู้ใหญ่ที่เหมาะสมกว่าโดยใช้กระดาษพับ
Lang กล่าวว่านักวิจัยจำนวนหนึ่งกำลังทำงานที่คล้ายกันโดยอิสระ “แม้ว่าตอนนั้นผมจะไม่รู้เกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ก็มีคนอื่นๆ ที่คิดเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ โอริกามิ และเทคโนโลยี” เขากล่าว “ฉันคิดว่าคนๆ หนึ่งไม่ได้เปิดสาขานี้มากนัก แต่เราเข้าถึงกลุ่มความคิดที่สำคัญและผู้ที่มีภูมิหลังทางคณิตศาสตร์เข้ามาเกี่ยวข้อง และคุณมีสาขาที่เบ่งบาน”
นักวิทยาการหุ่นยนต์ของฮาร์วาร์ดใช้โอริกามิในการออกแบบเครื่องคว้านเพื่อจับสัตว์น้ำลึกที่มีร่างกายอ่อนนุ่ม เช่น แมงกะพรุน โดยไม่ทำให้พวกมันเสียหาย นักวิจัยของมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดได้พัฒนาขดลวดหัวใจที่ทำงานโดยใช้แนวคิดดั้งเดิมของ origami ของระเบิดน้ำ Manan Arya วิศวกรของ Jet Propulsion Laboratory มีชื่อเล่นว่า“origamist in chief ” เขาเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกเรื่องการใช้ origami ในโครงสร้างเสริมของอวกาศ
