Идея трёхсторонней молнии появилась еще в середине 1980-х, когда инженер компании Polaroid Уильям Фриман предложил использовать её для перевода объектов из гибкого состояния в жесткое. Тогда проект ограничился чертежами и патентом, а прототип десятилетиями лежал в гараже.

Изображение: Tech Xplore

Теперь исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) вернулись к этой концепции в контексте разработки предметов с регулируемой жесткостью. Специалисты создали программное обеспечение, которое позволяет пользователю задать длину и форму трёх полос, выбрать траекторию движения молнии (прямую, дугообразную, спиральную или скрученную) и автоматически сгенерировать модель Y-образной молнии для 3D-печати из пластика.

Скриншот видео Jiaji Li

Готовое устройство похоже на три гибких «щупальца»: в разомкнутом виде оно свободно изгибается, а при протягивании бегунка полосы соединяются в более жёсткий стержень. В демонстрации команда использовала такую молнию для ускоренной установки палатки, а также для мягкого ортеза на запястье, который можно ослаблять днём и затягивать ночью. Ещё один пример — четвероногий робот, который меняет длину ног за счёт застёгивания и расстёгивания секций.

Чтобы проверить ресурс, исследователи напечатали элементы из разных типов пластика – PLA и TPU – и прогнали их через многократные циклы сгибания и застегивания. PLA — жесткий и прочный пластик, который хорошо держит форму и выдерживает более высокие нагрузки, но хуже переносит сильные изгибы. TPU, напротив, более мягкий и эластичный: он легче деформируется, зато лучше справляется с повторяющимися сгибами и растяжением. Тесты показали, что конструкция выдерживает около 18 тысяч циклов, а запас прочности во многом обеспечивает упругая геометрия, перераспределяющая нагрузку.