08｜看似只是好玩的折纸、剪纸，竟然能帮忙解决「太空难题」？-声动活泼
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[00:00.00]本字幕由TME AI技术生成
[00:00.29]本节目由生动活泼和十分之一联合出品
[00:04.63]用声音碰撞世界
[00:07.43]声动活泼
[00:10.25]欢迎来到luck luck 世界
[00:24.26]嗨 你好呀
[00:25.12]我是来自声动活泼的信贝
[00:26.84]欢迎来到no no ck 世界
[00:28.72]今天我们又会敲开哪一个世界的大门呢
[00:32.66]你们学校有手工课吗
[00:34.38]你有没有和同学一起玩过剪纸
[00:36.46]或者是比赛谁折的纸飞机扔的更远的游戏呢
[00:40.30]那现在如果我告诉你
[00:41.94]你平时玩的折纸
[00:43.46]剪纸和看似八杆子打不着的太空其实存在着千丝万缕的联系
[00:49.10]甚至还有人说太空发展的未来就在折纸
[00:52.66]你会相信这是真的吗
[00:54.76]嗯
[00:55.28]最近有新闻提到
[00:56.58]美国麻省理工学院的一个团队就以剪纸为灵感
[00:59.94]发明了一种全新的建筑设计方法
[01:02.82]能让未来在火星上盖房子变得更加容易
[01:06.60]简单来说啊
[01:07.42]就是先用三d 打印机打印出一整个有很多个小方块组成的表面像是华夫饼一样的材料
[01:15.06]把它平铺在火星表面
[01:17.36]然后轻轻的拉一下从中穿过的一根绳子
[01:20.86]整块材料就会像变形金刚一样立刻变身成一个立体的房子
[01:26.65]整个过程无需任何工具
[01:28.57]只靠机器人拉一下绳子就可以完成
[01:31.55]对未来建造太空基地很有帮助
[01:35.01]怎么样
[01:35.59]听起来是不是很有创意
[01:37.47]其实除了剪纸
[01:38.67]多年来传统折纸艺术也成了科学家们灵感库之一
[01:43.49]他们从中找到了许多太空领域难题的解决办法
[01:47.84]没想到啊
[01:48.62]看起来只是传统手工艺术的折纸和剪纸
[01:51.84]竟然还能帮人类更好的探索太空
[01:55.04]那么这中间到底是怎么做到的呢
[01:59.70]既然是科学家从折纸和剪纸中找太空难题的解决办法
[02:04.30]那我们不如先来看看所谓的难题究竟是什么
[02:09.22]在人类探索太空的过程中
[02:10.98]不论是执行哪一类型的任务
[02:12.98]都得靠发射火箭才可以克服地球的重力和大气层
[02:17.30]抵达最终的目的地太空
[02:19.90]这就意味着
[02:20.82]计划在太空中运行的卫星
[02:23.12]太空望远镜
[02:24.28]探测器等一系列设备
[02:26.30]也都只能被装进火箭里
[02:28.64]火箭的图片大家都看到过
[02:30.72]它看起来就像是一个被削尖了的铅笔
[02:33.96]火箭都是在底部点火
[02:35.84]所以它下半部分的身体里会被发动机
[02:38.91]燃料箱等设备装的满满的
[02:41.47]只有最顶部像尖帽子一样被叫做整流罩的部分
[02:45.65]才是用来保护运送到太空的卫星等各种设备的
[02:49.87]也就是说
[02:50.65]火箭内部用来放设备的空间比较有限
[02:54.23]在人们刚开始探索太空的时候
[02:56.33]这个问题还相对好解决
[02:58.83]我们就拿上太空必备的太阳能电池板来说
[03:02.55]早期卫星小
[03:03.95]功能也少
[03:04.87]所以需要携带的电池板也比较小
[03:07.25]不用太考虑节省空间问题
[03:09.84]但后来到七八十年代以后
[03:12.00]各国对太空的探索热情变得越来越大
[03:15.32]甚至开始比拼谁的太空实力更强
[03:18.14]科学家们也逐渐研发出了更强大也更耗电的卫星
[03:22.70]这时候原来的电池板就不够用了
[03:25.26]得带比原来大好几倍的才行
[03:27.88]比如国内神舟飞船的太阳能电池板展开后有几十米长
[03:33.14]那问题来了
[03:34.18]大部分火箭最多就五米宽
[03:36.60]这么大的电池板要怎么塞到里面箭
[03:39.65]你可能会想
[03:40.55]火箭再做大一点不就行了吗
[03:43.25]理论上是可以的
[03:44.61]但现实中
[03:45.59]火箭并不是想造多大就能造多大
[03:48.63]毕竟它被生产出来之后
[03:50.37]还得能被顺利运输
[03:51.97]安全升空才行
[03:53.77]而这些都会限制火箭的大小
[03:56.25]尤其是直径
[03:57.73]这也是为什么多年来国内外大部分火箭的直径都在三到五米之间
[04:04.35]看来把火箭变大这条路是走不通了
[04:07.49]那该怎么办呢
[04:09.48]科学家最开始尝试的是比较简单的折叠方法
[04:13.64]你见过现在的三折叠屏手机吗
[04:16.42]早期的折叠式太阳能电池板看起来就像是好几个三折叠屏手机从左到右连在一起
[04:23.60]每一块电池板之间都用特殊的材料进行连接
[04:27.16]当它们折叠起来时
[04:28.84]看起来就像是一块电池板那么长和宽
[04:32.46]横着展开后则可以变得很长很长
[04:35.88]这样做的确可以节省不少空间
[04:38.14]但慢慢慢的
[04:39.91]科学家发现还是不够
[04:42.13]因为这种折叠方式
[04:43.51]电池板只能横着从左到右或者从右到左的展开
[04:47.69]这就意味着如果要想让电池板整体面积变大
[04:51.15]就只能增加长度
[04:53.05]而这中间存在的问题是
[04:54.81]电池板和手机屏幕一样
[04:56.87]每一块都有一定的厚度
[04:59.03]所以变长之后全部叠起来会很厚
[05:01.63]占用的空间也会随之变大
[05:04.11]而且由于电池板是像翅膀一样处在卫星的两侧
[05:08.09]一旦太长还容易易影响卫星运行的稳定性
[05:12.24]于是科学家们开始寻找更好的应对方法
[05:15.60]这时
[05:16.08]你玩过的折纸和剪纸吸引了他们的注意
[05:20.44]为什么呢
[05:21.22]首先
[05:21.78]和刚才提到的折叠方法相比
[05:24.20]折纸和剪纸可以把一张平面的纸通过特定的操作技巧和步骤变成一个三d 立体的形状
[05:31.68]而这就可以大大的提高折展比
[05:34.64]所谓的折展比
[05:36.00]指的是一个东西折起来之后占的空间和完全展开时占的空间的比例
[05:41.64]简单来说
[05:42.46]折展比越高就越省空间
[05:45.08]而且有专家表示
[05:46.48]在特殊的太空环境中
[05:48.22]很多设备都需要在没有人人类操作的情况下
[05:51.69]按照设定好的程序自动打开或者关闭
[05:55.29]所以设备的折叠和展开过程不能太复杂
[05:58.69]越复杂就越有可能卡住或者出错
[06:02.05]说到这儿
[06:02.65]还记得我们开头提到的只需要机器人拉一下绳子就能变身的太空基地吗
[06:09.23]剪纸和折纸的另一个优点就是在经过精妙设计的折叠线或切割线之后
[06:15.13]几乎只需要很简单的一个动作
[06:17.59]就可以把一个物体快速打开或者回复原样
[06:22.13]历史上
[06:22.73]科学家们第一次把折纸结构应用在太空领域是一九九五年
[06:27.81]日本有一颗卫星的太阳能电池板采用了一种叫做三普折叠的著名折纸方案
[06:34.03]这个方案的发明者是日本东京大学的教授三普功亮
[06:38.39]三普折叠的折痕看起来就像一个由许多个平行四边形组成的棋盘格
[06:44.25]不仅可以在纵向和横向同时折叠
[06:47.43]更节省空间
[06:48.85]而且操作啊
[06:49.67]也非常简单
[06:51.05]只要拉开在对角线两端
[06:53.20]整个装置就轻松打开了
[06:55.66]整个过程只需要一个电机驱动
[06:58.40]非常灵活
[07:00.22]这在当时是一次不小的突破
[07:02.50]但这个方案也并非十全十美
[07:05.16]前面说过
[07:06.00]电池板都有厚度
[07:07.46]而厚度会增加折叠的难度
[07:10.38]如果你现在手边有草稿纸
[07:12.56]也可以试着把其中的一张给折起来
[07:15.66]是不是很容易
[07:17.00]接下来你再拿一本很厚的书来试一试
[07:20.44]是不是连折对折都变得很难
[07:23.18]同样的
[07:23.82]太阳能电池板采用三谱折叠时
[07:26.64]为了避免板子之间相互碰撞挤压
[07:29.22]也需要将两块厚板错开
[07:31.63]或者削掉折叠时会碰撞的尖角
[07:34.75]尽管这样做会导致太阳能的发电效率变低
[07:38.65]不过这次尝试还是让人们意识到
[07:41.59]原来折纸不仅仅是艺术
[07:43.83]还可以帮我们更好的探索太空
[07:46.75]于是科学家们开始进一步研究如何让折纸在航天领域好好的发光发热
[07:54.26]是这时候出现了一个非常关键的人物
[07:57.67]一位叫罗伯特
[07:58.87]朗的美国折纸大师
[08:00.83]罗伯特从小就非常喜欢玩折纸
[08:03.31]他十岁的时候就把书里的模型都折了个遍
[08:07.01]甚至开始想办法折书上没有的东西
[08:09.89]在大学和博士期间
[08:11.39]他更是创作了近百件复杂而精妙的折纸作品
[08:15.63]而且每次折一个新作品前
[08:17.67]他都会先进行精密计算
[08:20.11]用铅笔和尺子勾勒出详细的折痕图
[08:23.53]再按图操作
[08:25.26]毕业后
[08:25.86]为了挣钱
[08:26.64]罗伯特找了一份和折纸不相关的工作
[08:29.68]一九八八年
[08:30.58]他成为了一名nasa 的物理研究员
[08:33.42]但同时他并没有因此就放弃研究折纸
[08:36.66]而且他还发现
[08:37.90]其实不管多复杂的折纸
[08:39.64]本质上都和数学有关
[08:41.96]于是罗伯特开始用计算机算法研究折纸结构
[08:46.00]并在九十年代开发出了第一款可以用来设计复杂折纸图形的软件
[08:51.36]叫做tree maker
[08:52.95]嗯
[08:53.52]这款软件可以说是非常厉害
[08:55.98]为什么呢
[08:57.18]从前人们完成一些复杂的折纸作品
[08:59.86]比如折一只蚂蚁
[09:01.27]只能靠经验来完成
[09:02.96]而且往往要尝试很多次才能成功
[09:05.74]但有了tree maker
[09:07.06]你只要在软件里输入想要的蚂蚁尺寸信息
[09:10.94]计算机就可以自动算出来相应的折痕图
[09:14.84]只要照着折
[09:15.90]就能成功的折叠出一只蚂蚁
[09:19.30]也就是说
[09:20.28]折纸一下子从依赖经验的手工艺术变得可计算了
[09:25.18]而这就大大方便了科学家们对折纸的研究
[09:28.84]到了二十一世纪初
[09:30.26]甚至诞生了一门新的学科
[09:32.52]就叫做折纸工程学
[09:34.96]它会把传统的折纸艺术和数学
[09:37.54]机械
[09:38.10]材料学等好几种学科结合在一起
[09:41.22]研究如何把折纸应用到航天等复杂的工业领域
[09:46.06]嗯
[09:46.98]在这之后啊
[09:47.86]国家也开始用真金白银支持科学家们研究折纸
[09:52.18]比如二零一二年
[09:53.60]美国一所大学的研究团队就获得了美国国家科学基金会的资助
[09:58.40]利用折纸来解决大型太阳能板的收纳问题
[10:02.04]提高发电效率
[10:03.62]而有意思的是
[10:04.74]这个团队还主动邀请了早在二零零一年就离开nasa 专攻折纸研究的罗伯特重回航天领域
[10:13.38]在罗伯特的助力下
[10:14.72]他们提出了一种新的折叠方案
[10:17.31]太阳能电池板折起来时直径只有二点七米
[10:21.11]但完全展开后可以达到惊人的二十五米
[10:25.19]整个电池板展开的过程也很丝滑
[10:27.81]仿佛是一朵花在绽放
[10:30.45]不仅如此
[10:31.25]他们还巧妙的解决了前面提到的电池板有厚度容易碰撞的问题
[10:36.74]嗯 当然
[10:37.66]我们国内也有专家在做相关研究
[10:40.46]比如天津大学机械工程学院的陈燕教授
[10:43.70]早在二零一零年就开始研究折纸和剪纸的实际应用
[10:48.34]包括开头提到的以剪纸为灵感的太空基地
[10:51.70]他们也同样在进行相关的设计
[10:54.58]未来在遥远的太空
[10:56.14]从太阳能电池板到人类可居住的基地
[10:59.28]再到机器人
[11:00.36]可能都会有折纸和剪纸技术的用武之地
[11:04.17]嗯
[11:04.77]从童年游戏到太空
[11:06.29]是不是已经很令人意外了
[11:08.43]但其实折纸和剪纸的实际能力远远不止于此
[11:12.85]像是你家汽车里的安全气囊也运用了折纸的原理
[11:16.97]折纸大师罗伯特还曾为一家德国汽车公司开发气囊的折叠方案
[11:22.63]此外还有飞机的可折叠机翼
[11:25.39]可调节屋顶的体育场建筑
[11:27.63]可以像快递员一样把药物送到病人体内的支架
[11:31.89]警察在危急时刻打开的可折叠房弹墙等等等等
[11:36.10]也都用到了折纸或剪纸的原理
[11:39.10]类似的例子啊
[11:40.02]生活中还有很多
[11:41.64]而就像罗伯特曾说过的那样
[11:43.64]所有创新都是在不同领域之间建立联系
[11:47.36]而它则是给传统的折纸游戏赋予了新的生命
[11:51.30]让它成为了一门有用的科学
[11:55.33]好了
[11:55.83]今天的闹闹时间就到这里
[11:57.69]本期节目的作者是编辑千文
[12:00.15]你好呀
[12:00.75]我是千文
[12:01.47]很开心和你度过今天的nuck nuck 时间
[12:04.55]谢谢 千文
[12:05.53]原来艺术文化和科学还能以这种方式结合在一起
[12:10.35]不论是外太空还是我们眼前的生活
[12:13.13]有这么多设计背后都藏着折纸和剪纸的智慧
[12:17.23]有时候科学真的就藏在日常里
[12:20.51]那除了折纸和剪纸
[12:22.01]你还知道哪些很复杂的设计是以简单事物作为灵感来源的呢
[12:26.94]欢迎在评论区告诉我们
[12:33.22]快来给我们报选题吧
[12:34.88]只要是你观察到了有趣的现象
[12:37.06]或是忍不住对某些新鲜事儿问出个为什么
[12:40.24]这些都可能成为一个选题
[12:42.48]你可以直接添加no no 世界的微信
[12:45.04]或点击节目详情页链接告诉我们你的选题可能会出现在节目中
[12:50.38]每月提报十个选题
[12:52.04]还能成为了不起的月度全球观察员
[12:55.30]期待你的观察
[12:56.28]我们下期再见
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[00:07.43]声动活泼
[00:10.25]欢迎来到luck luck 世界
[00:24.26]嗨 你好呀
[00:25.12]我是来自声动活泼的信贝
[00:26.84]欢迎来到no no ck 世界
[00:28.72]今天我们又会敲开哪一个世界的大门呢
[00:32.66]你们学校有手工课吗
[00:34.38]你有没有和同学一起玩过剪纸
[00:36.46]或者是比赛谁折的纸飞机扔的更远的游戏呢
[00:40.30]那现在如果我告诉你
[00:41.94]你平时玩的折纸
[00:43.46]剪纸和看似八杆子打不着的太空其实存在着千丝万缕的联系
[00:49.10]甚至还有人说太空发展的未来就在折纸
[00:52.66]你会相信这是真的吗
[00:54.76]嗯
[00:55.28]最近有新闻提到
[00:56.58]美国麻省理工学院的一个团队就以剪纸为灵感
[00:59.94]发明了一种全新的建筑设计方法
[01:02.82]能让未来在火星上盖房子变得更加容易
[01:06.60]简单来说啊
[01:07.42]就是先用三d 打印机打印出一整个有很多个小方块组成的表面像是华夫饼一样的材料
[01:15.06]把它平铺在火星表面
[01:17.36]然后轻轻的拉一下从中穿过的一根绳子
[01:20.86]整块材料就会像变形金刚一样立刻变身成一个立体的房子
[01:26.65]整个过程无需任何工具
[01:28.57]只靠机器人拉一下绳子就可以完成
[01:31.55]对未来建造太空基地很有帮助
[01:35.01]怎么样
[01:35.59]听起来是不是很有创意
[01:37.47]其实除了剪纸
[01:38.67]多年来传统折纸艺术也成了科学家们灵感库之一
[01:43.49]他们从中找到了许多太空领域难题的解决办法
[01:47.84]没想到啊
[01:48.62]看起来只是传统手工艺术的折纸和剪纸
[01:51.84]竟然还能帮人类更好的探索太空
[01:55.04]那么这中间到底是怎么做到的呢
[01:59.70]既然是科学家从折纸和剪纸中找太空难题的解决办法
[02:04.30]那我们不如先来看看所谓的难题究竟是什么
[02:09.22]在人类探索太空的过程中
[02:10.98]不论是执行哪一类型的任务
[02:12.98]都得靠发射火箭才可以克服地球的重力和大气层
[02:17.30]抵达最终的目的地太空
[02:19.90]这就意味着
[02:20.82]计划在太空中运行的卫星
[02:23.12]太空望远镜
[02:24.28]探测器等一系列设备
[02:26.30]也都只能被装进火箭里
[02:28.64]火箭的图片大家都看到过
[02:30.72]它看起来就像是一个被削尖了的铅笔
[02:33.96]火箭都是在底部点火
[02:35.84]所以它下半部分的身体里会被发动机
[02:38.91]燃料箱等设备装的满满的
[02:41.47]只有最顶部像尖帽子一样被叫做整流罩的部分
[02:45.65]才是用来保护运送到太空的卫星等各种设备的
[02:49.87]也就是说
[02:50.65]火箭内部用来放设备的空间比较有限
[02:54.23]在人们刚开始探索太空的时候
[02:56.33]这个问题还相对好解决
[02:58.83]我们就拿上太空必备的太阳能电池板来说
[03:02.55]早期卫星小
[03:03.95]功能也少
[03:04.87]所以需要携带的电池板也比较小
[03:07.25]不用太考虑节省空间问题
[03:09.84]但后来到七八十年代以后
[03:12.00]各国对太空的探索热情变得越来越大
[03:15.32]甚至开始比拼谁的太空实力更强
[03:18.14]科学家们也逐渐研发出了更强大也更耗电的卫星
[03:22.70]这时候原来的电池板就不够用了
[03:25.26]得带比原来大好几倍的才行
[03:27.88]比如国内神舟飞船的太阳能电池板展开后有几十米长
[03:33.14]那问题来了
[03:34.18]大部分火箭最多就五米宽
[03:36.60]这么大的电池板要怎么塞到里面箭
[03:39.65]你可能会想
[03:40.55]火箭再做大一点不就行了吗
[03:43.25]理论上是可以的
[03:44.61]但现实中
[03:45.59]火箭并不是想造多大就能造多大
[03:48.63]毕竟它被生产出来之后
[03:50.37]还得能被顺利运输
[03:51.97]安全升空才行
[03:53.77]而这些都会限制火箭的大小
[03:56.25]尤其是直径
[03:57.73]这也是为什么多年来国内外大部分火箭的直径都在三到五米之间
[04:04.35]看来把火箭变大这条路是走不通了
[04:07.49]那该怎么办呢
[04:09.48]科学家最开始尝试的是比较简单的折叠方法
[04:13.64]你见过现在的三折叠屏手机吗
[04:16.42]早期的折叠式太阳能电池板看起来就像是好几个三折叠屏手机从左到右连在一起
[04:23.60]每一块电池板之间都用特殊的材料进行连接
[04:27.16]当它们折叠起来时
[04:28.84]看起来就像是一块电池板那么长和宽
[04:32.46]横着展开后则可以变得很长很长
[04:35.88]这样做的确可以节省不少空间
[04:38.14]但慢慢慢的
[04:39.91]科学家发现还是不够
[04:42.13]因为这种折叠方式
[04:43.51]电池板只能横着从左到右或者从右到左的展开
[04:47.69]这就意味着如果要想让电池板整体面积变大
[04:51.15]就只能增加长度
[04:53.05]而这中间存在的问题是
[04:54.81]电池板和手机屏幕一样
[04:56.87]每一块都有一定的厚度
[04:59.03]所以变长之后全部叠起来会很厚
[05:01.63]占用的空间也会随之变大
[05:04.11]而且由于电池板是像翅膀一样处在卫星的两侧
[05:08.09]一旦太长还容易易影响卫星运行的稳定性
[05:12.24]于是科学家们开始寻找更好的应对方法
[05:15.60]这时
[05:16.08]你玩过的折纸和剪纸吸引了他们的注意
[05:20.44]为什么呢
[05:21.22]首先
[05:21.78]和刚才提到的折叠方法相比
[05:24.20]折纸和剪纸可以把一张平面的纸通过特定的操作技巧和步骤变成一个三d 立体的形状
[05:31.68]而这就可以大大的提高折展比
[05:34.64]所谓的折展比
[05:36.00]指的是一个东西折起来之后占的空间和完全展开时占的空间的比例
[05:41.64]简单来说
[05:42.46]折展比越高就越省空间
[05:45.08]而且有专家表示
[05:46.48]在特殊的太空环境中
[05:48.22]很多设备都需要在没有人人类操作的情况下
[05:51.69]按照设定好的程序自动打开或者关闭
[05:55.29]所以设备的折叠和展开过程不能太复杂
[05:58.69]越复杂就越有可能卡住或者出错
[06:02.05]说到这儿
[06:02.65]还记得我们开头提到的只需要机器人拉一下绳子就能变身的太空基地吗
[06:09.23]剪纸和折纸的另一个优点就是在经过精妙设计的折叠线或切割线之后
[06:15.13]几乎只需要很简单的一个动作
[06:17.59]就可以把一个物体快速打开或者回复原样
[06:22.13]历史上
[06:22.73]科学家们第一次把折纸结构应用在太空领域是一九九五年
[06:27.81]日本有一颗卫星的太阳能电池板采用了一种叫做三普折叠的著名折纸方案
[06:34.03]这个方案的发明者是日本东京大学的教授三普功亮
[06:38.39]三普折叠的折痕看起来就像一个由许多个平行四边形组成的棋盘格
[06:44.25]不仅可以在纵向和横向同时折叠
[06:47.43]更节省空间
[06:48.85]而且操作啊
[06:49.67]也非常简单
[06:51.05]只要拉开在对角线两端
[06:53.20]整个装置就轻松打开了
[06:55.66]整个过程只需要一个电机驱动
[06:58.40]非常灵活
[07:00.22]这在当时是一次不小的突破
[07:02.50]但这个方案也并非十全十美
[07:05.16]前面说过
[07:06.00]电池板都有厚度
[07:07.46]而厚度会增加折叠的难度
[07:10.38]如果你现在手边有草稿纸
[07:12.56]也可以试着把其中的一张给折起来
[07:15.66]是不是很容易
[07:17.00]接下来你再拿一本很厚的书来试一试
[07:20.44]是不是连折对折都变得很难
[07:23.18]同样的
[07:23.82]太阳能电池板采用三谱折叠时
[07:26.64]为了避免板子之间相互碰撞挤压
[07:29.22]也需要将两块厚板错开
[07:31.63]或者削掉折叠时会碰撞的尖角
[07:34.75]尽管这样做会导致太阳能的发电效率变低
[07:38.65]不过这次尝试还是让人们意识到
[07:41.59]原来折纸不仅仅是艺术
[07:43.83]还可以帮我们更好的探索太空
[07:46.75]于是科学家们开始进一步研究如何让折纸在航天领域好好的发光发热
[07:54.26]是这时候出现了一个非常关键的人物
[07:57.67]一位叫罗伯特
[07:58.87]朗的美国折纸大师
[08:00.83]罗伯特从小就非常喜欢玩折纸
[08:03.31]他十岁的时候就把书里的模型都折了个遍
[08:07.01]甚至开始想办法折书上没有的东西
[08:09.89]在大学和博士期间
[08:11.39]他更是创作了近百件复杂而精妙的折纸作品
[08:15.63]而且每次折一个新作品前
[08:17.67]他都会先进行精密计算
[08:20.11]用铅笔和尺子勾勒出详细的折痕图
[08:23.53]再按图操作
[08:25.26]毕业后
[08:25.86]为了挣钱
[08:26.64]罗伯特找了一份和折纸不相关的工作
[08:29.68]一九八八年
[08:30.58]他成为了一名nasa 的物理研究员
[08:33.42]但同时他并没有因此就放弃研究折纸
[08:36.66]而且他还发现
[08:37.90]其实不管多复杂的折纸
[08:39.64]本质上都和数学有关
[08:41.96]于是罗伯特开始用计算机算法研究折纸结构
[08:46.00]并在九十年代开发出了第一款可以用来设计复杂折纸图形的软件
[08:51.36]叫做tree maker
[08:52.95]嗯
[08:53.52]这款软件可以说是非常厉害
[08:55.98]为什么呢
[08:57.18]从前人们完成一些复杂的折纸作品
[08:59.86]比如折一只蚂蚁
[09:01.27]只能靠经验来完成
[09:02.96]而且往往要尝试很多次才能成功
[09:05.74]但有了tree maker
[09:07.06]你只要在软件里输入想要的蚂蚁尺寸信息
[09:10.94]计算机就可以自动算出来相应的折痕图
[09:14.84]只要照着折
[09:15.90]就能成功的折叠出一只蚂蚁
[09:19.30]也就是说
[09:20.28]折纸一下子从依赖经验的手工艺术变得可计算了
[09:25.18]而这就大大方便了科学家们对折纸的研究
[09:28.84]到了二十一世纪初
[09:30.26]甚至诞生了一门新的学科
[09:32.52]就叫做折纸工程学
[09:34.96]它会把传统的折纸艺术和数学
[09:37.54]机械
[09:38.10]材料学等好几种学科结合在一起
[09:41.22]研究如何把折纸应用到航天等复杂的工业领域
[09:46.06]嗯
[09:46.98]在这之后啊
[09:47.86]国家也开始用真金白银支持科学家们研究折纸
[09:52.18]比如二零一二年
[09:53.60]美国一所大学的研究团队就获得了美国国家科学基金会的资助
[09:58.40]利用折纸来解决大型太阳能板的收纳问题
[10:02.04]提高发电效率
[10:03.62]而有意思的是
[10:04.74]这个团队还主动邀请了早在二零零一年就离开nasa 专攻折纸研究的罗伯特重回航天领域
[10:13.38]在罗伯特的助力下
[10:14.72]他们提出了一种新的折叠方案
[10:17.31]太阳能电池板折起来时直径只有二点七米
[10:21.11]但完全展开后可以达到惊人的二十五米
[10:25.19]整个电池板展开的过程也很丝滑
[10:27.81]仿佛是一朵花在绽放
[10:30.45]不仅如此
[10:31.25]他们还巧妙的解决了前面提到的电池板有厚度容易碰撞的问题
[10:36.74]嗯 当然
[10:37.66]我们国内也有专家在做相关研究
[10:40.46]比如天津大学机械工程学院的陈燕教授
[10:43.70]早在二零一零年就开始研究折纸和剪纸的实际应用
[10:48.34]包括开头提到的以剪纸为灵感的太空基地
[10:51.70]他们也同样在进行相关的设计
[10:54.58]未来在遥远的太空
[10:56.14]从太阳能电池板到人类可居住的基地
[10:59.28]再到机器人
[11:00.36]可能都会有折纸和剪纸技术的用武之地
[11:04.17]嗯
[11:04.77]从童年游戏到太空
[11:06.29]是不是已经很令人意外了
[11:08.43]但其实折纸和剪纸的实际能力远远不止于此
[11:12.85]像是你家汽车里的安全气囊也运用了折纸的原理
[11:16.97]折纸大师罗伯特还曾为一家德国汽车公司开发气囊的折叠方案
[11:22.63]此外还有飞机的可折叠机翼
[11:25.39]可调节屋顶的体育场建筑
[11:27.63]可以像快递员一样把药物送到病人体内的支架
[11:31.89]警察在危急时刻打开的可折叠房弹墙等等等等
[11:36.10]也都用到了折纸或剪纸的原理
[11:39.10]类似的例子啊
[11:40.02]生活中还有很多
[11:41.64]而就像罗伯特曾说过的那样
[11:43.64]所有创新都是在不同领域之间建立联系
[11:47.36]而它则是给传统的折纸游戏赋予了新的生命
[11:51.30]让它成为了一门有用的科学
[11:55.33]好了
[11:55.83]今天的闹闹时间就到这里
[11:57.69]本期节目的作者是编辑千文
[12:00.15]你好呀
[12:00.75]我是千文
[12:01.47]很开心和你度过今天的nuck nuck 时间
[12:04.55]谢谢 千文
[12:05.53]原来艺术文化和科学还能以这种方式结合在一起
[12:10.35]不论是外太空还是我们眼前的生活
[12:13.13]有这么多设计背后都藏着折纸和剪纸的智慧
[12:17.23]有时候科学真的就藏在日常里
[12:20.51]那除了折纸和剪纸
[12:22.01]你还知道哪些很复杂的设计是以简单事物作为灵感来源的呢
[12:26.94]欢迎在评论区告诉我们
[12:33.22]快来给我们报选题吧
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