Una nueva herramienta para el diseño computacional permite a los usuarios convertir cualquier forma 3D en una estructura telescópica plegable. Los nuevos métodos matemáticos desarrollados por investigadores de la Universidad Carnegie Mellon capturan las propiedades complejas y diversas de tales estructuras, que son valiosas para una variedad de aplicaciones enFabricación 3D y robótica, especialmente cuando los mecanismos deben ser compactos y fáciles de implementar.
La investigación, "Diseño computacional de estructuras telescópicas", dirigida por los profesores de Carnegie Mellon Stelian Coros y Keenan Crane y el estudiante de doctorado Christopher Yu, se presentará en la conferencia anual SIGGRAPH, del 30 de julio al 3 de agosto en Los Ángeles. La conferencia cadaaño destaca lo más innovador en investigación de gráficos por computadora y técnicas interactivas en todo el mundo.
Los telescopios tradicionales son perfectamente rectos, y su capacidad de expandirse de una forma compacta a una estructura mucho más grande ha sido ampliamente explotada en el diseño de ingeniería. Hasta ahora, sin embargo, no ha habido un estudio sistemático de los tipos de formas que puedenser modelados por estructuras telescópicas, ni herramientas prácticas para el diseño telescópico. En una reciente feria de fabricación, los investigadores encontraron un conjunto de garras de juguete retráctiles, inspiradas en el popular personaje de los X-Men, Wolverine. Inspiradas en la forma curva de las garras,comenzó a explorar la idea de automatizar el diseño de estructuras telescópicas, explorando una amplia variedad de formas que podrían surgir de un modelo básico de telescopio.
Mucho más allá del ejemplo de un telescopio recto típico utilizado para observar las estrellas, otras estructuras desplegables y plegables pueden beneficiarse de un diseño telescópico curvo o retorcido: equipo de campamento como carpas o grandes estructuras exteriores utilizadas para festivales de música; un stent cardíaco que espequeño en el punto de inserción pero se expande una vez que se coloca quirúrgicamente; o un brazo robótico que puede retraerse en forma de cilindro del tamaño de una lata de Coca-Cola, lo que permite la portabilidad y versatilidad del usuario.
"Entre los mecanismos desplegables, los telescopios son muy interesantes. Una vez que los expandes, son muy flexibles y puedes hacer muchas formas diferentes, todas con el mismo telescopio", señala Crane, coautor y profesor asistente de informática y robótica.en Carnegie Mellon: "Queríamos saber cuáles son todas las formas posibles que puedes hacer desde una estructura telescópica".
El modelo matemático del equipo de estructuras telescópicas comienza con tres requisitos de sentido común: cada carcasa debe ser fabricable de material rígido como el metal, el telescopio debe poder extenderse y contraerse sin chocar contra sí mismo, y no debe haber vacíoespacio desperdiciado entre piezas anidadas. Estos requisitos básicos condujeron a una visión geométrica clave: la complicada descripción mecánica de un telescopio puede ser reemplazada por curvas geométricas simples que exhiben una cantidad constante de curva pero "giro" arbitrario, generalizando significativamente los telescopios rectos encontrados endiseños de ingeniería típicos. El equipo realizó con éxito prototipos de aplicaciones en fabricación 3D y robótica, utilizando su novedoso sistema para diseñar tanto un brazo de robot flexible y controlable como una estructura tipo carpa que crece varias veces su volumen original.
Para el artículo completo y el video, visite http://graphics.cs.cmu.edu/?p=1278 .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Asociación de Maquinaria de Computación . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :