Ученые из Университета Карнеги — Меллона разработали способ создания трехмерных форм из плоских объектов с помощью швейного автомата. В детали из ткани интегрированы жесткие панели, которые соединяются вместо сборки швом, обеспечивая как гибкость, так и прочность.
Компьютеризированные стегальные машины часто применяются на фабриках по производству одеял, покрывал, наматрасников, чехлов для мебели или одежды. Американские учёные и дизайнеры решили использовать эту технологию для изготовления больших складных предметов мебели и домашнего обихода: стула, столика, лампы и рюкзака.
Для моделирования текстильных объектов использовали плоский крой. В пошиве одежды это базовая конструкция для условно стандартных фигур. В таких выкройках предусмотрены детали простых геометрических форм без формообразующих элементов, как, например, вытачки или складки. Далее исследователи воспользовались машиной для квилтинга — американской техникой лоскутного шитья. С ее помощью соединяются минимум три слоя ткани, которые прострачивают множеством стежков, чтобы создать трехмерную мягкую поверхность.
Затем в каждую деталь помещали фанеру и соединяли ее между собой. Через люверсы конструкторы продевали шнуры, потянув за которые, придавали объем и форму изделиям. Как кукловод движет марионеткой с помощью нитей, так и здесь шнуры позволяли мгновенно складывать нужные предметы, например, столик или рюкзак, в котором шнурки служили лямками.
Дизайн светильника основан на концепции «Эллиптической бесконечности». Роберта ЛэнгаАмериканский физик и теоретик оригами разработал более пятисот оригинальных схем. Его лампа состоит из полного эллипса и двух его сегментов, которые собираются путем выравнивания направляющих линий. Ученые изготовили модель из термостойкого поликарбонатного листа и светодиодных панелей. Собрали ее, защелкивая язычки на задней стороне светильника.
Сохраняя единый принцип сборки, конструкторы использовали разные материалы и «наполнители» в зависимости от назначения и функциональности объектов. Для мебели выбрали муслин — нежную, но прочную ткань из растительных, преимущественно бамбуковых, волокон. Ее часто используют для детских пеленок, так как она выдерживает растяжение и скручивание без разрывов и изнашивания. Ученые отмечают, что выбор материала может быть очень разнообразным, вплоть до органзы в предметах декора.
Новая технология позволила конструкторам создать крупные и прочные объекты, рассчитанные на вес человека, но оставаясь при этом лёгкими и переносимыми.
Научная статья Работа представлена на материалах конференции CHI ACM (Ассоциация вычислительной техники) по человеку и вычислительным системам 2025 года.