ОДИН ЛИСТ — МНОГО ОРИГАМИ

Оригами стало инженерным инструментом: складные конструкции для космоса, роботов, медицины и архитектуры. Оригами состоит из жёстких панелей, соединённых гибкими шарнирами. Из плоского листа один и тот же узор часто можно сложить несколькими способами — в зависимости от того, сгибается каждый шарнир вверх (сгиб «гора») или вниз (сгиб «долина»).

Традиционный способ сделать выбор — продавить шарниры. Но продавленный сгиб необратим: потом лист уже не сложится в другую форму. Другие решения — маленькие моторы в каждом шарнире или узоры, мультистабильные от природы, — требуют моторов или работают лишь для немногих узоров.

Полоска, которая перещёлкивается

Леон Камп, Катя Бертольди, Л. Махадеван и их коллеги из Гарвардского университета вместе с партнёрами из Университета PSL в Париже и Делфтского технического университета нашли простой приём. Поперёк каждого шарнира они вставляют полоску пружинной стали толщиной всего 0,05 миллиметра, чуть длиннее зазора, в котором она лежит. Сжатая, она теряет устойчивость и выгибается дугой. У неё два устойчивых состояния — выгнута вверх или вниз, — и одного нажатия пальцем достаточно, чтобы перещёлкнуть её из одного в другое.

Выгнутый в одну сторону, шарнир легко складывается «горой» и сопротивляется сгибу «долиной»; выгнутый в другую — наоборот. При 65 градусах шарнир примерно в 4,3 раза жёстче в «трудном» направлении, чем в «лёгком».

Один лист — несколько форм

С двумя полосками на шарнир у шарнира появляется третье состояние: заблокирован в плоском положении.
Лист из треугольников сначала заблокирован. Перещёлкивание 23 полосок превращает его в плоский плиссированный Miura-ori. Перещёлкивание ещё 30 — в похожий на цилиндр узор Ёсимуры (Yoshimura): два узора с разной геометрией.
Длина полоски задаёт угол, при котором шарнир находится в покое, — любой от 0 до 180 градусов. Сочетание двух разных полосок даёт шарниру два угла покоя. Один лист в форме воздушного змея складывается в птицу или кита с точностью около 4 градусов от целевых углов; другой — в коробку или лодку.
С числом полосок до четырёх на шарнир цепочка из 10 панелей образует каждую букву слова ORIGAMI.

Фотографии шарнира с двумя полосками и листа в трёх конфигурациях.

С двумя полосками на шарнир один и тот же лист из треугольников переходит из заблокированного плоского состояния в Miura-ori, а затем в узор Ёсимуры. — Рисунок 2, Kamp et al. (2026), arXiv:2609.28790.

Панели с измерениями шарниров, оригами в виде птицы и кита и буквы.

Угол покоя каждого шарнира настраивается длиной полоски: один лист складывается в птицу или кита, а цепочка складывает слово ORIGAMI. — Рисунок 3, Kamp et al. (2026), arXiv:2609.28790.

Листы, которые перепрограммируют себя сами

Нажимать на полоски по одной — долго. Поэтому команда сместила полоски относительно оси шарнира: после критического угла, например 68 градусов, полоска перещёлкивается сама. Тогда складывание краёв листа его перепрограммирует. Лист даже исправляет дефект: полоску, намеренно установленную в неправильное состояние, возвращает на место складывание соседних шарниров.

Другие варианты:

Компактная стопка панелей, которая сама разворачивается в плоский лист — или в арку, — если просто потянуть её за края.
Шарниры с маленькими нитями, которые перещёлкивают свою полоску при каждом сгибе, — так получается лист, который считает, сколько раз его сжимали.

Что дальше

Форма и путь от одной формы к другой записаны в механике шарниров, без всякой электроники. Авторы видят применения в развёртываемых и перестраиваемых конструкциях и планируют автоматизировать проектирование. Ограничения остаются: развёрнутую конструкцию трудно сложить обратно, не сбрасывая каждый шарнир, а складывание за края пока не позволяет получить любой возможный узор.