La ingeniería comienza a tomar en cuenta al origami
como fuente de inspiración para todo tipo de aplicaciones
desde equipamiento médico hasta aplicaciones espaciales
incluso para detener las balas
Pero cómo es que este antiguo arte del plegado del papel
es tan útil para la ingeniería modena
Origami, que quiere decir plegar papel,
se remota al menos 400 años en Japón
pero el número de diseños era limitado
Había solo un puñado de patrones,
quizás 100 o 200 en total en Japón
Hoy en día, hay
decenas de miles que han sido documentadas,
y la mayor parte tuvo lugar en el Siglo 20.
Había un puñado de maestros del origami
y de lejos el más exitoso fue un hombre
llamado Akira Yoshizawa
que creó miles de diseños y escribió muchísimos libros
sobre sus trabajos y
su trabajo inspiró un renacimiento mundial
en la creatividad del origami
Yo quiero plegar un cactus. Lo primero que
uno necesita saber es cómo
obtengo las espinas del cactus. Puedo pensar que
si le hago dos espinas aquí, puedo repetir
lo mismo en una hilera
y entonces puedo hacer un diseño completo
Wow!
(risas)
 
Y esto es el cactus y la maceta,
hecho con UNA SOLA HOJA PAPEL
Un papel que es verde de un lado y rojo del otro
esto es
una hoja de papel cuadrada sin cortes
¿Qué tamaño tenía la hoja al inicio?
Un metro de lado
Hay mucha reducción de tamaño
para ir de aquí hasta aquí
pero la necesitas para obtener todas las espinas
¿Cuánto tiempo le llevó hacerlo?
Me llevó 7 años
desde que comencé hasta que lo terminé.
¿Cómo es que el origami surgido como idea estética es tan útil ahora?
¿Cómo es que el origami surgido como idea estética es tan útil ahora?
Por ejemplo, para cosas estructurales, para ingeniería mecánica
o aplicaciones espaciales
¿Cómo es que aparece en tantos campos científicos y técnicos?
¿Cómo es que es tan útil?
Bueno, lo que hace que el origami sea útil es
que el origami es una manera de transformar
una superficie plana en otra forma
mediante un proceso relativamente sencillo
Este es un patrón plegado,
Se llama cilindro triangulado y es Bi-Estable,
lo que significa que es estable en dos posiciones. Esta es una posición,
y si lo giro
esta es la otra.
Realmente tiene un montón de mecanismos de bi-estabilidad porque
podemos observar que se fija en un lugar
Pero si combinas ambos mecanismos
para ir en direcciones diferentes
obtienes esta suerte de color mágico
Esto es un juguete muy bonito
¿Hay algo más aquí? Y la respuesta es ¡sí!
Esto se convierte en esto
Estamos trabajando con
Estamos trabajando con una compañía llamada 2D porque
los que hacen el robot DaVinci querían insertar
un cateter flexible con un robot
 
pero el catéter flexible tendía a doblarse
Entonces desarrollamos este saco de origami
 
 
que si miramos adentro vemos un agujero
que siempre permanece del mismo tamaño
y eso quiere decir que ahí podemos poner el catéter
y cuando el cateter se mueve, se mete en el cuerpo
contenido en un soporte
Otro ejemplo: aquí tengo una pared plegabe a prueba de balas
 
 
Se basa en el patrón de Yoshimora
Se puede hacer algo muy compacto para
poner en el auto de la policía
y la policía lo saca y es a prueba de balas
 
¿Pero realmente funciona? Bueno,
lo han probado
usando doce capas de kevlar
y detiene las balas de un revólver
Un modelo de paneles inercambiables es capaz de detener balas de rifle
 
Estas son balas que fueron detenidas
por origami
Un beneficio intrínseco del origami es
que el simple acto de doblar la superficie, la hace más rígida
Estaba por preguntarles sobre esto
Origami
El plegado hace la lata más fuerte
 
Pero para aplicaciones en ingeniería
el desafío es cómo plegar superficies rígidas y de más espesor
Esto es polipropileno
Es muy rígido.
No hay manera de plegarlo
 
y conseguir este vértice
Este ejemplo muestra varios dobleces
que usamos para reemplazar las líneas de doblez
 
 
Por esos pliegues la pieza se dobla y el espesor se acomoda
 
Al cortar o marcar el material
agregando biagras
estos materiales rígidos pueden, de hecho, ser plegados
 
esto es útil, por ejemplo, para desplegar paneles solares
Este patrón es el "abuelo" de las estructuras desplegables,
Este patrón es el "abuelo" de las estructuras desplegables,
se llama "Miura-Ori". Se usa para paneles solares
Fue el primer patrón de plegado que voló en una misión espacial, allá por el año 1995
Fue la Space Flyer Mission
Como puede verse aquí,
todo se abre y se pliega en UN SOLO MOVIMIENTO
y cuando se pliega, es muy delgado y compacto.
Este es el Flasher
Este es el Flasher
propuesto para un panel solar satelital
incrementando la compactación para el lanzamiento y fiabilidad en el despliegue del panel
 
 
Un nuevo campo para el origami es
la mejora del transporte de carga terrestre.
Pensemos que es como ladrillos que van por las vías. La aerodinamia de esto es tremenda.
Pensemos que es como ladrillos que van por las vías. La aerodinamia de esto es tremenda.
Idealmente, quisiera tener la nariz del cono en el frente del transporte
para mejorar la aerodinamia
Pero no puedes. Es como un LEGO donde están unidos y no sabes dónde están
Pero no puedes. Es como un LEGO donde están unidos y no sabes dónde están
Aquí tenemos un prototipo que muestra
un patrón
que se pliega y queda plano
que se pliega y queda plano
Los modelos de computación y pruebas de túnel del viento han demostrado que
este modelo le ahorraría a la compañía de transporte
millones de dólares en combustible diesel.
millones de dólares en combustible diesel.
Este es un violinista
Es uno de mis diseños favoritos porque
toca el violín
 
El movimiento funcional en el origami está inspirando nuevos diseños para aparatos
como por ejemplo los que pueden rotar 360 grados
como por ejemplo los que pueden rotar 360 grados
A diferencia de los mecanismos tradicionales con bisagras
que uno puede adosar a un motor y obtener una revolución continua
No puedo hacerlo con los mecanismos llamados "compliant" o flexibles.
Pero es que a nadie se le había ocurrido mirar el origami
quienes crearon
un mecanismo flexible de revolución continua
que se llama "Kaleidocycle"
Los mecanismos de origami también están siendo usados
en equipamiento médico
Aquí están los dobleces en el papel
y aquí tenemos un fórceps
Lo bueno de esto es que
es que podemos reducir la escala y acoplarlo a instrumentos médicos
para que vayan dentro del cuerpo humano, a través de una incisión muy pequeña
y servir como una agarradera
y cumplir funciones complejas. Una variedad de esta agarradera es usada en cirugías robóticas
reemplazando los mecanismos más antiguos y reduciendo el número de partes
en un 75%
El instrumento inspirado en el origami es más pequeño
y tiene un mayor rango de movimiento
El origami funcional puede ser miniaturizado más aún
Este es el pájaro aleteador de origami más pequeño del mundo.
 
Este fue desarrollado para estudiar técnicas de auto-plegado de origami microscópico
Este fue desarrollado para estudiar técnicas de auto-plegado de origami microscópico
Lo que se ve aquí es una foto de un plegado microscópico
 
Veamos cómo es el modelo original
bueno, uno necesita un microscopio para verlo
bueno, uno necesita un microscopio para verlo
porque es más pequeño que un grano de sal
porque es más pequeño que un grano de sal
Un cuadrado de menos de un milímetro
y cuando está plegado, es aún más pequeño
y cuando está plegado, es aún más pequeño
 
Bueno, podemos preguntarnos para qué querría alguien usar un pájaro plegado de tamaño microscópico
Bueno, podemos preguntarnos para qué querría alguien usar un pájaro plegado de tamaño microscópico
Bueno, no necesitamos un pájaro plegado microscópico
Pero hay instrumentos médicos
que son microscópicos y para ellos podríamos necesitar un pequeño mecanismo
que son microscópicos y para ellos podríamos necesitar un pequeño mecanismo
Este es un nano-inyector que se usa en biotecnología para inyectar ADN en la célula
Tiene une espesor de solo 4 micrones
O sea que 400 de estos dispositivos caben en 1 centímetro de un chip de computadora
O sea que 400 de estos dispositivos caben en 1 centímetro de un chip de computadora
Aquí tenemos cosas que parecen sacadas de la película de la Guerra de las Galaxias
Esto es un infinito elíptico y queremos hacer esto en un material que no es papel
Esto es un infinito elíptico y queremos hacer esto en un material que no es papel
Vemos aquí que vamos desde chato
Vemos aquí que vamos desde chato
hasta la forma de infinito elíptico
 
Esto es una lámpara que parte de una sola hoja
La plegamos
La plegamos
La plegamos
Aquí hay mucha matemática
La curvatura de esta lámpara afecta conexiones
como el pliegue y la curvatura aquí
 
La única forma de diseñar esto y lograr que los pliegues adopten esta forma
La única forma de diseñar esto y lograr que los pliegues adopten esta forma
es siguiendo métodos matemáticos
Mi formación profesional es en matemática y física
Mi formación profesional es en matemática y física
Hice física de láseres durante quince años ,
obtuve un doctorado en física aplicada
mi trabajo muy a menudo era buscar
la forma de describir láseres con matemáticas
Si podía poner mi problema en lenguaje matemático
Si podía poner mi problema en lenguaje matemático
Entonces podía basarme en las herramientas matemáticas
para resolver esos problemas
También pensé que con el origami podíamos hacer algo parecido
También pensé que con el origami podíamos hacer algo parecido
Entonces empecé a pensar cómo podíamos describir el origami usando las herramientas de las matemáticas
Entonces empecé a pensar cómo podíamos describir el origami usando las herramientas de las matemáticas
¡Y funcionó!
Me fascina la matemática que veo aquí.
La verdad me resulta difícil concebir cómo se esconde ahí la matemática
La verdad me resulta difícil concebir cómo se esconde ahí la matemática
La matemática está en la manera de representar un diseño llamado Patrón de Plegado
La matemática está en la manera de representar un diseño llamado Patrón de Plegado
Voy a buscar un par
Este es un patrón de plegado de origami
para plegar un escorpión
Una buena manera de diseñar algo así
es representar
cada parte
pinzas, patas, cola
como una forma circular
como una forma circular
No es un pliegue circular.
Es un concepto abstracto
Representamos el patrón como un círculo. Pero después vemos
un arreglo de esos círculos en un cuadrado
un arreglo de esos círculos en un cuadrad
algo así como meter pelotas adentro de una caja
Así, por ejemplo, para el escorpión tenemos una cola larga
Imaginen un gran círculo
Y las patas son círculos más chicos
y las pinzas son círculos todavía menores
Y ponemos eso en una caja cuadrada
Y ponemos eso en una caja cuadrada
De tal manera que todo encaja
Así que metes los círculos en la caja
El arreglo de esos círculos
Me da el esqueleto de ese patrón
y a partir de ahí puedes construir geométricamente
todos los patrones de plegado
haciendo líneas que conectan el centro de cada uno de los círculos
Y donde las líneas se encuentran formando una "V"
Y donde las líneas se encuentran formando una "V"
se agrega un pliegue medio, eso se llama "pligue cresta".
Así hay reglas similares, más complejas, para agregar más líneas
Así hay reglas similares, más complejas, para agregar más líneas
pero todo se hace paso a paso
uno encuentra un cierto patrón de plegado  que te indica dónde agregar la siguiente línea
y uno sigue ese proceso hasta que construye todas las líneas
y uno sigue ese proceso hasta que construye todas las líneas
Y cuando estás listo, quitas los círculos que son como el andamio
Y cuando estás listo, quitas los círculos que son como el andamio
y el patrón que nos queda
son los pliegues que hay que doblar para crear la forma deseada
y es lo que vemos aquí
Y esto es probablemente la mayor revolución
en el mundo del diseño de origami
porque si sigues el proceso de manera sistemática el patrón te dará la forma exacta que buscabas al principio
porque si sigues el proceso de manera sistemática el patrón te dará la forma exacta que buscabas al principio
porque si sigues el proceso de manera sistemática el patrón te dará la forma exacta que buscabas al principio
El método de paquetes circulares sirve para diseñar cualquier figura en barritas
El método de paquetes circulares sirve para diseñar cualquier figura en barritas
El método de paquetes circulares sirve para diseñar cualquier figura en barritas
El método de paquetes circulares sirve para diseñar cualquier figura en barritas
Como un escorpión, se puede representar en barritas lineales.
Una línea para la cola y el cuerpo, y líneas para cada una de las patas
Para cualquier figura lineal podemos usar este método de paquetes circulares
Para cualquier figura lineal podemos usar este método de paquetes circulares
Pero imaginemos que lo que queremos plegar no se puede reducir a barritas.
Pero imaginemos que lo que queremos plegar no se puede reducir a barritas.
Pensemos en algo más parecido a una superficie, como una esfera
Pensemos en algo más parecido a una superficie, como una esfera
O un animal, como el elefante
No nos sirve la representación en barritas
Pero tenemos otros algoritmos para eso.
Hace años, un matemático japonés llamado Tomohiro Tachi desarrolló un algoritmo que sirve para cualquier superficie
Hace años, un matemático japonés llamado Tomohiro Tachi desarrolló un algoritmo que sirve para cualquier superficie
Hace años, un matemático japonés llamado Tomohiro Tachi desarrolló un algoritmo que sirve para cualquier superficie
Por ejemplo, una superficie triangular y el algoritmo te devuelve el patrón de plegado que sirve para obtener esa forma.
Por ejemplo, una superficie triangular y el algoritmo te devuelve el patrón de plegado que sirve para obtener esa forma.
Por ejemplo, una superficie triangular y el algoritmo te devuelve el patrón de plegado que sirve para obtener esa forma.
Por ejemplo, una superficie triangular y el algoritmo te devuelve el patrón de plegado que sirve para obtener esa forma.
El software se llama "Origamizer"
Cualquier superficie de cualquier tamaño se puede plegar en una determinada forma tridimensional.
Cualquier superficie de cualquier tamaño se puede plegar en una determinada forma tridimensional.
Origami es útil en ingeniería
porque permite tomar una superficie plana
y obtener virtualmente cualquier forma tridimensional
mediante el plegado. O si el producto final es chato
el origami ofrece la manera de reducir sus dimensiones
a la vez de permitir un despliegue sencillo
a la vez de permitir un despliegue sencillo
El simple acto de plegar
aumenta la rigidez
o bien el origami puede aprovechar la flexibilidad de materiales para crear movimientos específicos.
Y los principios son escalables permitiendo la miniaturización de instrumentos.
Y los principios son escalables permitiendo la miniaturización de instrumentos.
Y los principios son escalables permitiendo la miniaturización de instrumentos.
Más que nada, el origami les permite a los ingenieros aprovechar las ideas que las personas han tenido a lo largo de los siglos
Más que nada, el origami les permite a los ingenieros aprovechar las ideas que las personas han tenido a lo largo de los siglos
mientras experimentan plegando papel.
Pero el traslado de estas ideas a soluciones prácticas requiere de mucha matemática, modelos y experimentos.
Pero el traslado de estas ideas a soluciones prácticas requiere de mucha matemática, modelos y experimentos.
Pero el traslado de estas ideas a soluciones prácticas requiere de mucha matemática, modelos y experimentos.
 
Este episodio de Veriasium se sostiene con el aporte del público como usted,
en Patreon y en Audible.
Estoy por viajar a Australia con mi familia
y si todo va bien voy a estar escuchando por Audible
El libro que estoy escuchando se titula Narrative Economics, como las historias se vuelven virales e impulsan los eventos
El libro que estoy escuchando se titula Narrative Economics, como las historias se vuelven virales e impulsan los eventos
El libro que estoy escuchano se titula Narrative Economics, como las historias se vuelven virales e impulsan eventos económicos
El libro que estoy escuchano se titula Narrative Economics, como las historias se vuelven virales e impulsan eventos económicos
escrito por Robert Shiller, premio Nobel en Economía, también autor de Irrational Exuberance,
escrito por Robert Shiller, premio Nobel en Economía, también autor de Irrational Exuberance,
Además de ciencia, me gusta aprender sobre economía porque nos explica mucho de lo que pasa en nuestro mundo
Además de ciencia, me gusta aprender sobre economía porque nos explica mucho de lo que pasa en nuestro mundo
Además de ciencia, me gusta aprender sobre economía porque nos explica mucho de lo que pasa en nuestro mundo
Por ejemplo, este libro empieza contando el fenómeno de los bitcoins
La tesis central de Shiller es que además de los factores tradicionales que afectan la economía, son las narrativas que se viralizan
La tesis central de Shiller es que además de los factores tradicionales que afectan la economía, son las narrativas que se viralizan
La tesis central de Shiller es que además de los factores tradicionales que afectan la economía, son las narrativas que se viralizan
que son instrumentales en determinar el comportamiento humano y los resultados económicos
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Si no probaron Audible, pueden comenzar ahora, probándolo durante 30 días con el audiobook de su elección más dos libros más
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