Illustreret af Lindsay Gruetzmacher
På 7. etape af Tour de France i 2016 lå Adam Yates 10 sekunder foran hovedfeltet og manglede kun 1.000 meter til mållinjen i verdens mest prestigefyldte cykelløb. Netop som han passerede under en oppustelig port, der markerede løbets sidste kilometer, brød helvede løs.
En tilskuer var blevet viklet ind i et eller andet – enten var det strømkablet, der forsynede luftkompressoren, eller selve strukturens ben – og fik hele porten til at tømmes for luft, så den væltede ned over Yates.
Selvom han i sidste ende gik fra styrtet med relativt små skader, så viser hændelsen, at der er en meget reel sårbarhed ved oppustelige strukturer: Man skal holde dem oppustede.
Men hvad hvis man ikke skulle det?
Det er spørgsmålet i en ny artikel, der blev udgivet tidligere i år i tidsskriftet Nature, hvor man henter inspiration fra den japanske kunstart origami til at skabe oppustelige strukturer, der holder formen, selv når lufttilførslen afbrydes.
Bortset fra at være afstandsmarkører ved Tour de France er transportable strukturer vigtige på mange områder i byggeriet og ingeniørarbejdet. Verden har brug for arkitektur, der er let at flytte og stille op, lige fra stadiontage, der kan åbnes, til huse, der kan bruges ved katastrofehjælp.
“Hvordan kan vi tænke på at holde dem oprejste uden behov for yderligere komponenter?”, spurgte Katia Bertoldi, der er professor i anvendt mekanik på Harvard University og en af forfatterne på artiklen. “Origami giver en realistisk platform til at skabe former – at gå fra en flad til en 3D-form.”
Samlingen af former, der kan skabes ved hjælp af origami, er enorm, men til formålet med at skabe de transportable strukturer valgte Bertoldi og hendes kollegaer at fokusere på at anvende trekantede og rektangulære overflader i deres design. Ved hjælp af grundlæggende geometri skabte teamet en samling af potentielt oppustelige strukturer på computeren, herunder kiler, polyeder-telte – og, ja, porte.
Alle disse former har det, som forskerne kalder “bi-stabilitet”, det vil sige, at de har et stabil flad form og en stabil oppustet form, som endda holder, når lufttrykket fjernes. Derfra fortsatte teamet med at fremstille nogle af disse former i virkeligheden for at bevise, at konceptet fungerede i stor skala.
Indtil videre har de givet liv til flere af deres design ved hjælp af bølgeplast og tape til at give en lufttæt samling. Især det to meter høje telt er imponerende. Det er nemt at forestille sig sådan et telt blive indsat i kølvandet på en katastrofe som midlertidig bolig for mennesker, der har mistet deres hjem. Bertoldi sagde, at det absolut er et af de anvendelsesområder, de har i tankerne.
Men før den næste omgang af klimaflygtninge kan indkvarteres i en oppustelig bolig, siger forskerne, at de stadig mangler at udføre nogle seriøse strukturelle analyser. Hvor stor en belastning kan hver struktur modstå? Hvad sker der, hvis det sner? Hvad med voldsom vind?
Til det formål bygger Bertoldi og hendes team nye computermodeller, der skulle gøre det muligt for dem at simulere forskellige materialer og designformer, så de kan få indblik i, hvor holdbar hver form er.
