一种用于剪纸逆向设计的加法框架
软凝聚态物质
2023-05-29 v3 材料科学
计算几何
摘要
我们提出一种针对基于剪纸（kirigami）的机械超材料逆向设计的加法方法，该方法聚焦于空白（负）空间而非实体拼块。通过将每个负空间视为四杆连杆（four-bar linkage），我们识别出相邻连杆之间的简单递归关系，从而产生一种高效的剪纸图案生成方法。这使我们能够使用基础线性代数解决剪纸设计问题，其中兼容性、可重构性与刚性可展开性被编码进涉及简单矩阵乘法的迭代流程中。所得的线性设计策略规避了非凸全局优化问题的求解，并允许我们控制展开角场、连杆偏移与边界条件中的自由度。我们通过创建大量刚性可展开、紧凑、可重构的剪纸图案来展示这一点。随后，我们使用两种简单但有效的、材料迥异的制备策略将剪纸设计实体化。总之，我们的加法方法为基于折纸/剪纸艺术形式的高效机械超材料设计与制备提供了路径。
引用
@article{arxiv.2207.01810,
title = {An additive framework for kirigami design},
author = {Levi H. Dudte and Gary P. T. Choi and Kaitlyn P. Becker and L. Mahadevan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01810},
year = {2023}
}