可展开结构——从紧凑状态过渡到扩展状态的物体——从后院到火星无处不在。但任何曾经努力打开不合作折叠椅的人都知道，将二维形式转化为三维结构有时是一个挑战。

现在，哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 和哈佛设计研究生院的研究人员开发了一种可部署的系统，该系统轻便、紧凑、价格低廉、易于制造，最重要的是，易于部署。部署。通过利用弯曲梁中的机械不稳定性，该系统可以将物体转换为各种规模的精细且可定制的 3D 配置，从大型家具到小型医疗设备。

“大多数屈曲引起的可展开结构，如折叠椅，都是由通过元素的线性位移产生的压缩力激活的，”GSD 的研究助理、该论文的第一作者 Saurabh Mhatre 说。“我们的方法不同，压缩力是通过旋转运动产生的，这反过来又会引起屈曲，作为 2D 到 3D 转换的触发器。”

由设计师和工程师组成的跨学科研究团队结合使用实验和数值分析来了解弯曲细长梁的几何形状以及当这些梁旋转和弯曲时会发生什么。通过利用屈曲——设计和工程中通常不受欢迎的现象——研究人员能够设计出具有简单旋转运动的可展开结构。

为了演示该系统，该团队建造了一个可以旋转以让更多或更少光线进入的灯罩和一张可以折叠平整并通过一个简单动作弹出的咖啡桌。

“这个新平台可以扩展到使用各种不同的材料实现从毫米级到米级的功能结构和设备，”该研究的资深作者、SEAS 应用力学 William 和 Ami Kuan Danoff 教授 Katia Bertoldi 说。“这些结构可以用作医疗设备、光学设备，如相机对焦机构、可展开的轮子和涡轮机、家具或可展开的避难所。”