这个充气庇护所是由厚塑料片制成的，可以弹出或折叠放平。功劳:本杰明·戈里森/大卫·梅拉尼康/哈佛·SEAS 2016年，一个充气拱门在环法自行车赛上造成了严重破坏，当时它放气并倒塌在一名骑自行车的人身上，将他从自行车上摔了下来，并推迟了比赛，而官员们则争先恐后地清除路上的碎片。官员们指责一名路过的观众的w ayward皮带扣造成了拱门的倒塌，但真正的罪魁祸首是物理学。今天的充气结构，用于从野战医院到体育场馆的所有东西，都是单稳态的，这意味着它们需要持续的压力输入来保持它们的充气状态。失去这种压力，结构就会回到它唯一稳定的状态——平坦。
但是如果这些结构有一个以上的稳定状态呢？如果拱门充气后和地面一样稳定会怎么样？
现在，哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员受折纸术的启发，开发出了双稳态充气结构。
这项研究发表在《自然》杂志上。
“这项研究为新一代坚固、大规模的充气系统提供了一条直接的途径，这些系统在展开后锁定到位，不需要持续的压力，”SEAS大学应用力学威廉和阿米·宽·达诺夫教授、该论文的资深作者卡蒂亚·伯托尔迪说。
受折纸术的启发，在几何学的指导下，研究团队开发了一个三角形积木库，可以弹出或折叠成平面，并以不同的配置组合成封闭的多稳态形状。
“我们依赖的是这些积木的几何形状，而不是材料特性，这意味着我们几乎可以用任何材料制造这些积木，包括廉价的可回收材料，”SEAS大学材料科学和机械工程副教授、该论文的第一作者之一本杰明·戈里森(Benjamin Gorissen)说。
将他们的设计过程带到现实世界，研究人员用厚塑料片设计并建造了一个8英尺乘4英尺的充气庇护所。
“你可以想象这些避难所被部署作为灾区应急反应的一部分，”大卫·梅拉尼康说，他是SEAS大学的博士生，也是这篇论文的第一作者之一。“它们可以平放在卡车上，你只需要一个压力源就可以给它们充气。一旦它们充气，你就可以移除压力源，搬到下一个帐篷里。”
庇护所可以由一两个人建立，而不是像现在的军事野战医院那样需要十几个人。
这些折纸结构的构建模块可以混合和匹配，以创建任何形状或大小的结构。研究人员建造了一系列其他结构，包括拱门、可延伸的吊杆和宝塔式结构。研究人员还设计了两种以上稳定形状的形状。
该论文的合著者、设计研究生院皮尔斯·安德森设计工程讲师查克·霍伯曼(Chuck Hoberman)表示:“我们开启了一个前所未有的大型充气结构设计空间，它可以折叠放平并保持其展开形状，而不会出现灾难性破裂的风险。“通过使用可膨胀、可逆的驱动来实现硬壁结构外壳，我们看到了重要的应用，不仅在地球上，而且有可能成为月球或火星探索的栖息地。”
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