Há alguns anos, em sua busca para criar um escudo contra radiação para proteger espaçonaves tripuladas em missões espaciais, a NASA publicou um anúncio surpreendente buscando especialistas em uma disciplina incomum: a arte do origami.
Eles queriam criar um dispositivo que fosse suficientemente dobrado e compacto para que, ao pousar em um planeta, pudesse se expandir e fornecer máxima eficiência e proteção. “O origami é uma solução natural para muitas questões relacionadas à capacidade de implantação no espaço”, disse Robert J. Lang, artista de origami e ex-físico da NASA.
Após o anúncio, os apreciadores de figuras de papel começaram a enviar solicitações acompanhadas de seus desenhos para fazerem parte do projeto. Mas esta não seria a primeira nem a última que os engenheiros espaciais recorreu à arte japonesa em busca de inspiração. Entre outros projetos anteriores, a NASA anunciou também que em conjunto com a Universidade Brigham Young estava a criar um radiador dobrável inspirado no origami que permitiria controlar a taxa de perda de calor alterando a sua forma.
Mas esta arte centenária de dobrar papel tem muitas aplicações científicas para além do espaço. A ciência por trás dos padrões de dobra abriu possibilidades surpreendentes para manipular a forma, o movimento e as propriedades de todos os tipos de materiais: filtros de máscaras faciais, airbags de automóveis, robôs, stents vasculares e até células vivas.
A arte do origami existe no Japão desde o século XVII, embora existam estudos que estabelecem a sua origem muito antes. No início, os modelos eram muito simples e, como o papel era muito caro, só eram usados em comemorações importantes, como as borboletas de papel que enfeitam as garrafas de saquê nos casamentos xintoístas. À medida que os preços do papel caíram, os usos do origami expandiram-se para outros usos, como brinquedos ou aulas. geometria para crianças.
Mas em meados do século XX, o mestre de origami Akira Yoshizawa transformou esta disciplina numa até, dando vida a diferentes desenhos de animais, como gorilas, grous ou elefantes. Com a publicação de seu primeiro livro em 1954, Yoshizawa tornou a forma de arte mais acessível, estabelecendo uma linguagem compreensível de linhas pontilhadas, traços e setas que contribuíram para sistemas ainda utilizados hoje.
Mas o que mais nos interessa hoje não é tanto a sua parte artística, mas a forma como origami aproveita padrões de dobramento que realmente existem em todo o universo, na natureza, como folhas emergindo de um casulo ou insetos dobrando suas asas. No entanto, para que estas dobras sejam cientificamente úteis, os investigadores devem não só descobrir os padrões, mas também compreender como funcionam.
E para isso você precisa de matemática.
São precisamente estes princípios matemáticos que o tornam aplicável à ciência e à indústria. Por exemplo, a capacidade de dobrar estruturas bidimensionais em formas tridimensionais Complexo, mas compacto, é especialmente valioso para missões espaciais, onde é essencial manter as cargas úteis pequenas.
Uma equipe de pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, projetou um robô inspirado em origami chamado Mori3 que poderia se transformar em quase qualquer objeto 3D. Os autores observaram que precisavam que ele fosse modular e permitisse que os astronautas o usassem para diversos fins em viagens espaciais.”Nosso objetivo com Mori3 é criar um robô semelhante a um origami, que pode ser montado e desmontado à vontade, dependendo do ambiente e a tarefa”, disse a equipe.
Na mesma linha, os painéis satélites também foram inspirados no origami, que deve poder ser dobrado em formas compactas para caber em um foguete estreito. e só será lançado quando o foguete tiver decolado para o espaço sideral. Acredita-se que o primeiro painel solar de origami tenha sido embalado em uma espaçonave japonesa lançada em 1995. Isso foi conseguido usando a dobradura Miura, um método de dobrar uma superfície plana em uma área menor e que recebeu o nome do astrofísico Koryo.
Agora, as aplicações de origami estão até moldando dispositivos médicos. Ryan Geiser, que perdeu a avó devido à doença de Alzheimer, juntamente com investigadores do Centro de Doenças de Dobramento Errado da Universidade de Cambridge, estão a utilizar a inteligência artificial para compreender melhor o enovelamento de proteínas que poderá revelar segredos sobre a doença de Alzheimer.
Eles fazem isso comparando proteínas ao origami. “Assim como o papel deve ser dobrado em uma estrutura específica para criar um formato específico de origami, em uma célula as proteínas devem se dobrar de uma maneira específica, para que cada proteína possa desempenhar uma determinada função, com pontos pegajosos.” dentro da proteína que apoiar a estrutura”, explica Geiser.
E também na área da biomedicina. Uma equipe do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu um robô que pode se dobrar para caber em uma cápsula de comprimido. Uma vez ingerido, o robô é acionado e pode ser guiado pelo sistema digestivo usando campos magnéticos programáveis. “Imagine um futuro de cirurgias sem incisões, sem dor e sem risco de infecção”, comentou a equipe. Já tem uma utilização clara: remover pilhas-botão ingeridas do estômago, um perigo mortal vivido por milhares de crianças todos os anos.
Imagem: NASA/Commons
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