科学・技術
ジッパーの特許は40年間ガレージに眠っていた。今、それは現実のものとなった
A Zipper Patent Sat in a Garage for 40 Years. Now It's Real (yankodesign.com)
要約
1985年にポラロイド社のエンジニアが考案した三つ折りジッパーの特許が、40年以上の時を経てMITの研究者によって実用化されました。この「Y-Zipper」は、3Dプリンターで製造可能で、柔軟な構造を瞬時に剛性のある構造へと変化させることができます。この革新的な技術は、宇宙開発から災害支援まで、幅広い応用が期待されています。
全文翻訳
1985年、ポラロイド社の電気技師ビル・フリーマンは、三つ折りジッパーのアイデアを思いつきました。それは新奇なアイテムでも、奇妙な芸術作品でもなく、物体を柔らかくしなやかな状態と、硬く荷重を支える構造との間で切り替えることができる、真に機能的な留め具でした。彼はそれをデザインコンペに応募しましたが、却下されました。それでも彼は特許を取得し、プロトタイプをガレージにしまい込み、ほぼ40年間そこにありました。その事実だけでも、私たちは立ち止まって考えるべきです。今、どれだけの素晴らしいアイデアが誰かのガレージに眠り、ツールや技術が追いつくのを何年も待っているのでしょうか?フリーマン氏は現在MITの教授であり、MITのコンピュータサイエンス・人工知能研究所(CSAIL)の研究者たちは、1985年の審査員ができなかったことをついに成し遂げました。彼らは彼のコンセプトを真剣に受け止めたのです。その結果が、3Dプリントされた三つ折りファスナーであるY-Zipperです。これは、滑らかな一引きで、しなやかな柔軟な構造を、硬く荷重を支える梁へとスナップさせることができます。主任研究者のジアジ・リ氏とCSAILチームは、フリーマン氏のプロトタイプを再構築しただけではありません。彼らはその周りに完全な自動設計システムを構築し、プロセス全体をアクセス可能で、再現可能で、驚くほど直感的なものにしました。
デザイナー:MITコンピュータサイエンス・人工知能研究所
その仕組みは実に魅力的です。Y-Zipperは、3つの独立した柔軟なストリップを、ジッパーが閉じられた瞬間に三角形の荷重支持ロッドに結合します。ジッパーを開くと、柔らかくしなやかな状態に戻ります。このプロセスは完全に元に戻すことができ、それは最初に聞こえるよりも重要です。「チューナブルスティッフネス(調整可能な剛性)」を持つ構造を作成しようとする過去の試みは、元に戻すのが困難であったか、または煩わしい手作業による組み立てを必要としました。Y-Zipperはこれらの問題を同時に解決します。ユーザーは、CSAILのソフトウェアを通じてジッパーをカスタマイズしてから、3Dプリンターに送ることができます。ストリップの長さ、曲げ角度、そして直線、アーチのような湾曲、バネのようなコイル状、またはネジのようなねじれといった4つのモーション構成のいずれかを選択します。プリンターは残りを完全に自律的に構築します。そのレベルのデザイン制御は、最終的なアクションのシンプルさ(単にジッパーを引くだけ)と組み合わさって、通常得られるよりも多くの注目に値するエレガントなエンジニアリングです。
潜在的なアプリケーションの範囲は広すぎて、お気に入りを一つ選ぶのが難しいほどです。チームはすでにキャンプ用品、医療機器、ロボットの四肢、アートインスタレーションでの使用を実証しています。しかし、彼らが示唆する可能性こそが、真にエキサイティングな部分です。Y-Zipperを備えた触手を持つ宇宙船を想像してみてください。それらは、岩石サンプルを掴むために柔軟に曲がり、位置にロックすることができます。あるいは、災害救助隊員が、わずか数分前には平らで携帯可能だった構造物から、数秒で剛性のある医療用テントを組み立てることもできます。これらは突飛なシナリオではありません。それらはCSAILチーム自身のレーダーに乗っています。
それはまた、興味深いデザインの問いを提起します。私たちは、剛性と柔軟性を材料の固定された特性として考えがちです。製造段階でどちらか一方を選択し、それが得られるものです。Y-Zipperは、非常に基本的なレベルでその仮定に挑戦します。物体は単一の状態にコミットする必要はありません。折りたたむ必要があるときは柔らかく、輸送したり保管したりするときは柔らかく、そして機能する必要があるときは剛性を持つことができます。それは既存の材料科学へのマイナーな調整ではありません。それは、私たちが物事を構築する方法についての根本的に異なる考え方です。
現時点では、Y-Zipperはプラスチックフィラメントに限定されており、チームは金属を使用した将来のバージョンがさらに耐久性と強度を解き放つ可能性があることを公然と認めています。より大きな構造へのスケールアップも、彼らが取り組んでいることです。しかし、完全に機能的でカスタマイズ可能なバージョンがすでに存在し、機能しているという事実は、より重要なマイルストーンです。基盤はそこにあります。
功績を称えるべき点:フリーマン氏は認識に値します。彼は、誰もそれを適切に構築するツールを持っていなかった40年前に、三つ折りファスナーの可能性を見出しました。その種の時代を先取りした考え方は、まだ証明できないという理由だけで却下されがちです。Y-Zipperの物語は、とりわけ、その瞬間を見つけるのに時間がかかるだけのアイデアを、なぜ私たちがもっとゆっくりと却下すべきなのかについての静かな議論です。
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