La práctica de enojar deliberadamente el hilo para hacer ropa y mantas complejas ha estado presente durante miles de años. Aunque su origen definitivo ha terminado de la historia, las muestras, como un par de calcetines de lana del antiguo Egipto, sugieren que es a principios del siglo XV a V. Sin embargo, toda su física a largo plazo es increíblemente ridícula detrás del tejido de punto.
“Una de las cosas extrañas, aparentemente simples pero fraudulentas que vemos”, dice la Universidad de Pennsylvania, física ideológica de Lauren New Yo y erudita visitante, Lauren Neo, dice Lauren Neo.
A pesar de los siglos de conocimiento, es difícil predecir cómo se comportará una muestra especializada, incluso con herramientas digitales modernas y máquinas automatizadas. “Ha estado sucediendo durante tanto tiempo, pero realmente no sabemos cómo funciona”, señaló New. “Confiamos en la intuición y la tentación y el error, pero traducirlo a la ciencia precisa de la predicción es un desafío”.
Estas estructuras experimentales muestran cómo los patrones de costura se pueden diseñar para hacer textiles en forma de autopolteamiento y forma de forma. A la izquierda, una variedad de formas de costura demuestra diferentes programas en ropa como bufandas, mientras que la derecha muestra una apariencia maravillosa en forma de máscara, que muestra cómo los arreglos de costura controlados pueden crear formas complejas de tres dimensiones. (Foto: Cortesía de Lauren Niu)
En un artículo publicado en La acción de la Academia Nacional de CienciasPara, para, para,. New y sus guardianes han presentado un modelo de Randall Kamin de Pan’s School of Arts and Sciences y el Centro de Genevio Devon de la Universidad Draclesal de la Universidad Funcional, tratando de crear un proceso antiguo describiendo el lenguaje matemático que se fabrica y cose en el par.
Kamin dice: “Lo hermoso del punto de vista de Lauren es que no solo dijo lo que está sucediendo, lo predice”. “Solíamos estudiar todo, desde la gravedad hasta las burbujas de jabón para estudiar y aplicarlas a la fabricación.
Devon, investigador de textiles y prendas de vestir como diseñador que se basa en su experiencia, vea este trabajo como una epidemia importante de teoría científica y aplicaciones de diseño práctico. “En este momento, el diseño de la tela depende de la experiencia, las experiencias e intuitivas”, dice ella. “Si podemos aplicar el modelo de predicción en textiles, abrimos la puerta de la tela con propiedades precisas e de ingenieros, ya sea plegable material médico, una estructura para robótica suave o ropa que proteja el cuerpo de nuevas maneras”.
Docodificación dada, una puntada a la vez
La construcción de su modelo, NIU, tomó prestadas técnicas de matemáticas de una fuente inesperada: una relación ordinaria, esta teoría se utilizó para describir el espacio y la deformación del tiempo. Aunque la relación establece cómo la gravedad pasa el tiempo del espacio, los investigadores han aplicado principios geométricos similares para explicar cómo la ruta de bucle de hilo crea una rotación en la tela.
“Comenzó con una simple observación que aplastaba telas de punto de una manera específica”, dice Niyo. “Piense en cuándo cortas las mangas con una camiseta T, y disminuye. Esto generalmente significa que está hecho de puntadas hechas.
Sin embargo, cuando las nueces y los porales se mezclan, “es solo mágico”, dice Devon. “Encuentra estas increíbles estructuras de autodoldamiento que pueden ser suaves y flexibles, pero también estructurales y flexibles”.
Niyu ha explicado que, en la parte básica, es una forma de convertir una tensión dimensional de hilo en una hoja estructural y flexible de dos dimensiones, que luego puede combinarse en formas de tres dimensiones. Los investigadores encontraron que este cambio puede describirse utilizando matemáticas utilizando los mismos principios que gobiernan el nivel en el espacio.
En lugar de solo ver una combinación de la tela tejida, el equipo lo consideró como un nivel permanente con la rotación interna de las puntadas por parte de la gerencia. Al aplicar el proceso formal utilizado para describir esto, cómo doblar y tirar del material, conocido como teoría flexible, creó un modelo de gestión de energía que imita los poderes que trabajan en el bucle de hilo y predice cómo una pieza de tela se dañará en el espacio.
“La información clave fue reconocer que el programa de punto opera como un contenido material”, dice Kamin. “Al controlar el patrón de costura, solo tejido y perla, puede constituir las instrucciones sobre cómo tratar la tela una vez cuando las agujas están terminadas. Es por eso que una bufanda, un calcetín y un suéter pueden provenir del mismo hilo pero hacer muy diferente”.
Sus impresiones han revelado que las propiedades mecánicas de la tela tejida a menudo dependen más de la geometría de costura que el material. Ya sea que el hilo fuera lana, algodón o artificial, entonces, de acuerdo con las reglas geométricas universales, hay una tendencia a la tela, la felicidad o la propagación. Esto muestra que las matemáticas básicas se operan bajo los principios de las matemáticas básicas.
Donde se reúne el ogami de punto
Niyu explica que el trabajo se ajusta al enfoque del grupo Kamin, especialmente en su equipo de investigación, el arte de cortar papel para crear una estructura compleja y plegable.
Ella dice: “Craigami, como un tejido, es un ejemplo de cómo la geometría se puede usar para codificar las propiedades mecánicas en un material”.
El trabajo anterior del equipo ha descubierto que cuando una hoja se puede deducir con estrategias en una hoja, puede darle forma en ciertas formas de tres dimensiones. Las ideas que hacen que la idea avance aún más la idea, que muestra que la estructura interna de un material, no solo su deducción, puede ordenar cómo se conecta y se abre.
“Paralelamente entre el tejido y la cargamia es increíble”, dice Kamin. Al hacer, agregas un bucle. Pero en ambos casos, está programando la geometría directamente en sustancias para formarse sin necesidad de entradas adicionales como calor, captura o refuerzo “.
Devon desarrolló un nuevo término para este enfoque: natagami-una fusión de náuseas y oregi que captura la idea de un accesorio textil para sí mismo. “Lo llamamos Natagami porque mejora los principios de Oregi en un medio suave basado en tela”. “En lugar de confiar en capas y creaciones en papel, utilizamos la flexibilidad y la estructura hereditaria del bucle hechas para hacer el material dinámico y de cambio de forma”.
Al asaltar estos principios, el equipo desarrolló un marco que puede usarse para hacer que el textil capaz del programa, una tela que se cree sin la necesidad de fuerzas externas como el calor o la felicidad manual.
“Si podemos predecir cómo una pieza de tela solo cambiará el patrón de costura, podemos comenzar a diseñar textiles con Built -in”, dice Devon. “Esto puede producir ropa que se puede usar en el movimiento, textiles médicos que moldean el cuerpo, o incluso un despliegue a gran escala. Las estructuras que se acumulan a sí mismos”.
Siguientes pasos
Mirando hacia el futuro, el equipo espera mejorar su modelo para agregar patrones de costura aún más complejos y comportamiento de tela.
“En este momento, estamos enfocados en las puntadas básicas, nueces y perlas, pero el mundo real del tejido es muy rico”, dice Niyo. “El propósito es adoptar y mejorar este enfoque matemático para agregar cables, encajes y otras técnicas modernas que se han creado durante siglos”.
Randle Kamin Soy profesor de wiki y William Abramis en ciencias naturales. Departamento de Física y Astronomía I Escuela de Artes y Ciencias En Universidad de Pensilvania.
Lauren es científica de investigación senior en el Centro de la Universidad Funcional de la Nueva Universidad de Diressal e investigadora post documental en Pan Arts and Sciences.
Genio es profesor en el diseño del departamento en el Devon West Fall College of Media Arts and Design y fundador del Centro de Fabrics Funcionales en la Universidad Draclesal.
Esta investigación apoyó la Fundación Simon, la Fundación Cafen, los Fabrics Funcionales Avanzados de Estados Unidos de América, Inc. (Transaction HQ00342190016), el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (FA8650-20-2-5506) y el Centro de Soldieres de Trabajo Dev Work Soldier del Ejército de EE. UU.
