MIT превращает сосновые шишки в адаптивные материалы, пригодные для 3D-печати.
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали математическую модель, которая преобразует внутренние механизмы природных объектов, таких как сосновые шишки, в комбинированные строительные блоки для адаптивных материалов, пригодных для 3D-печати. Работа, опубликованная 17 августа 2026 года в журнале Journal of the Mechanics and Physics of Solids, охватывает широкий спектр тем: от биологической механики и математически обоснованных конструкций до исполняемого кода для печати.
Шишки сосны раскрываются в сухом воздухе и закрываются во влажном, потому что влажность сначала изменяет целлюлозные волокна, затем пластинки, слои ткани и, наконец, весь орган целиком. В данной модели каждый уровень рассматривается как отдельно проверенный блок, для обеспечения корректности переходов используется теория категорий, а каждый природный блок сопоставляется с синтетическим аналогом. Технические характеристики для изготовления представляют собой готовые к обработке инструкции.
«Что меня действительно вдохновляет в этой работе, так это выход за рамки биоинспирации и переход к тому, что мы могли бы назвать «биопроизводством», когда мы перестаем наблюдать за уникальным поведением и начинаем фиксировать взаимосвязи и механизмы, которые фактически порождают это поведение, а затем находим систематический способ преобразовать их в инженерную систему», — сказал Ли Маром, аспирант Массачусетского технологического института по специальности «машиностроение и архитектура» и ведущий автор статьи.
Исследователи также зафиксировали скручивание ости пшеницы под воздействием влажности, а затем смешали блоки из обоих растений, чтобы напечатать на 3D-принтере актуатор, который скручивается при нагревании. Результаты испытаний совпали с прогнозом. Потенциальные области применения включают в себя влагочувствительную черепицу, мягкие роботизированные захваты, не требующие сложной электроники, и крылья самолетов, меняющие форму в зависимости от температуры.
Исследователи планируют заняться изучением объектов со сложной механикой и интегрировать искусственный интеллект в этот процесс, чтобы ускорить открытие новых адаптивных материалов.
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали математическую модель, которая преобразует внутренние механизмы природных объектов, таких как сосновые шишки, в комбинированные строительные блоки для адаптивных материалов, пригодных для 3D-печати. Работа, опубликованная 17 августа 2026 года в журнале Journal of the Mechanics and Physics of Solids, охватывает широкий спектр тем: от биологической механики и математически обоснованных конструкций до исполняемого кода для печати.
Шишки сосны раскрываются в сухом воздухе и закрываются во влажном, потому что влажность сначала изменяет целлюлозные волокна, затем пластинки, слои ткани и, наконец, весь орган целиком. В данной модели каждый уровень рассматривается как отдельно проверенный блок, для обеспечения корректности переходов используется теория категорий, а каждый природный блок сопоставляется с синтетическим аналогом. Технические характеристики для изготовления представляют собой готовые к обработке инструкции.
«Что меня действительно вдохновляет в этой работе, так это выход за рамки биоинспирации и переход к тому, что мы могли бы назвать «биопроизводством», когда мы перестаем наблюдать за уникальным поведением и начинаем фиксировать взаимосвязи и механизмы, которые фактически порождают это поведение, а затем находим систематический способ преобразовать их в инженерную систему», — сказал Ли Маром, аспирант Массачусетского технологического института по специальности «машиностроение и архитектура» и ведущий автор статьи.
Исследователи также зафиксировали скручивание ости пшеницы под воздействием влажности, а затем смешали блоки из обоих растений, чтобы напечатать на 3D-принтере актуатор, который скручивается при нагревании. Результаты испытаний совпали с прогнозом. Потенциальные области применения включают в себя влагочувствительную черепицу, мягкие роботизированные захваты, не требующие сложной электроники, и крылья самолетов, меняющие форму в зависимости от температуры.
Исследователи планируют заняться изучением объектов со сложной механикой и интегрировать искусственный интеллект в этот процесс, чтобы ускорить открытие новых адаптивных материалов.