你知道霍伯曼球是什么吗?

  看,这是一个浑身长满刺的小球,长得多少像一个彩色的海胆。接下来,揪着它的两端轻轻一拉,小球瞬间膨胀了好几倍,变成了一只气鼓鼓的河豚。把它悬挂起来,来回拉动中间的绳子,就可以轻松控制小球的伸缩。

  

  如果让它旋转起来,你还会发现,当小球收缩时,旋转的速度会加快,而松手后,随着小球的变大,旋转的速度也会逐渐减慢,这很符合物理中的角动量守恒定律。可是说了这么多,这个小球到底是什么呢?它的名字叫霍博曼球,是一款风靡90年代的高人气玩具,现在人们又把它称作呼吸球,因为可以伴随着它的伸缩吸气和呼气,以达到缓解情绪的目的。其实最早的时候,霍波曼酋并不是一个玩具,而是一颗重大。三百二十千克的巨大铝制装饰球自1992年起就被悬挂在美国新泽西州的自由科学中心,而每次有小朋友经过,都会被这颗像烟花绽放一样的大球吸引。于是乎,发明者查克霍伯曼决定干脆将它做成玩具。

  

  不过,这并不代表他在其他地方就没有用武之地了。2002年冬奥会舞台上可以伸缩的拱门、u演唱会中间灵活多变的大屏幕、亚特兰大猎鹰体育场上方的可伸缩屋顶等等,都利用了和霍波曼球相似的原理。仔细观察小球的结构,你会发现它的基本单元就像一把小小的剪刀,杠杆会在外力的牵引下相互旋转,从而实现折叠与展开的功能。而将上百个小剪刀拼接在一起,构成六个相互交叠的圆环,就可以制作出这个来回活动的球体了。当然。作为一名把折纸艺术带入工程学的发明家,查克霍伯曼并没有止步于霍伯曼球,而是在探索可变形物体的道上不断努力着。他们大都是可展结构或者刚性折纸,前者很容易理解。那么刚性折纸又是什么呢?这是一种独特的折纸结构,通过沿预定折痕的折叠,可以实现不同折叠状态之间的连续运动,并且变化过程只发生在折痕区域,主体面板不会发生扭曲或者拉伸等形变。2021年4月22号,霍伯曼和哈佛大学应用理学教授卡地亚贝托迪将最新的研究成果充气折纸结构发表在了自然杂志上。它在折叠时非常容易收纳,等到使用时只需要充一下气就能自动展开成特定的空间结构,比如拱门或者避难帐篷等。这位大型折纸结构。在工程学上的应用奠定了基础。

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