ניו-טק מגזין | ספטמבר 2026 | המהדורה הדיגיטלית

המבנה שהופך למעגל

מערכת ניו-טק מגזין גרופ »

bifurcation החוקרים ניצלו תופעה מכנית של – מעבר חד של מבנה מתצורה אחת לאחרת כאשר הכוח המופעל עליו עובר סף מסוים. מי שכופף פעם סרגל פלסטיק עד שהוא "קפץ" לצורה אחרת מכיר את העיקרון, גם בלי לקרוא לו בשם. באמצעות תכנון נכון של היחידות ניתן לייצר כמה מצבים יציבים. כאשר מחברים כמה יחידות יחד, מספר האפשרויות גדל והמבנה כולו יכול לעבור בין תצורות שונות. כאן נכנסת האלקטרוניקה. רב־חומרית. FDM היחידות מיוצרות בהדפסת לצד אזורים גמישים מודפסים גם מסליכים מוליכים, כולל באזורים שעוברים כיפוף בפועל. החוקרים השתמשו בחומרים מבוססי TPU לצורך האזורים הגמישים, וב- TPU מוליך באזורים שבהם נדרש להעביר אותות חשמליים. המחברים הקשיחים משלימים את התמונה. קטן, והחיבור PCB בכל אחד מהם משולב בין שתי יחידות מעביר מתח, הארקה, נתונים ושעון. נקודות מגע נוספות מאפשרות למערכת לדעת כיצד כל יחידה מחוברת ומהו הכיוון שלה. כאשר היחידה משנה צורה, חלק מהמגעים החשמליים בתוכה משתנים בהתאם. מערכת

הבקרה קוראת את השינויים האלה ויודעת לזהות את התצורה הנוכחית. במילים פשוטות יותר: המבנה עצמו "מספר" למערכת איזו צורה הוא קיבל. החוקרים בדקו גם את העמידות של החיבור החשמלי תחת עומס מכני חוזר. היחידות עברו מחזורי דחיסה, תוך שמירה על 10,000 יותר מ־ רציפות חשמלית. זה אולי נשמע כמו פרט טכני צדדי, אבל במקרה הזה הוא קריטי: מסלול מוליך שעובד רק כל עוד החלק נשאר ישר לא היה שווה הרבה. האתגר היה לגרום למסליכים לעבור גם דרך האזורים הגמישים מבלי לאבד מגע ומבלי ליצור קצרים בנקודות שבהן חלקים שונים מתקרבים זה לזה במהלך העיוות. גם המחברים תוכננו עם כמה נקודות מגע, כך שהמערכת לא מזהה רק "יש חיבור" או "אין חיבור", אלא גם את אופן ההרכבה. מתכנון גיאומטרי ועד זיהוי בזמן אמת לצד החומרה פיתח הצוות גם כלי תכנון . המשתמש יכול Fusion 360 המבוסס על להגדיר את ממדי היחידה, עובי האזורים הגמישים וסוג היציבות הרצוי, והמערכת מייצרת את הגיאומטריה הדרושה להדפסה.

כיסא שמתקפל לשולחן ואז משתטח לאחסון נשמע כמו תרגיל נחמד בעיצוב תעשייתי. אבל במקרה של מערכת , שינוי הצורה MIT שפיתחו חוקרים ב- הוא רק חצי מהסיפור. המבנה גם יודע באיזה מצב הוא נמצא, והחיבור החשמלי שלו נשמר לאורך כל הדרך. , Bifur - circuits מערכת, שנקראת ה מורכבת מיחידות מודולריות שמודפסות בתלת־ממד וכוללות בתוכן גם מסליכים מוליכים. כאשר מחברים את היחידות, מתקבל גם מבנה מכני וגם מעגל חשמלי רציף. אין חיווט נפרד בין כל חלק, ואין צורך להוסיף לכל יחידה חיישן חיצוני רק כדי לדעת אם היא התכופפה, נמתחה או הסתובבה. זה בדיוק החיבור שהופך את העבודה למעניינת גם מחוץ לעולם המחקר האקדמי. הבסיס המכני של היחידות הוא מטא־חומר . בניגוד לחומר רגיל, Kirigami אוקסטי מסוג שההתנהגות שלו נקבעת בעיקר לפי תכונות החומר עצמו, כאן לגיאומטריה יש תפקיד מרכזי. האופן שבו החלק חתוך, מחובר ומקופל קובע אם הוא יימתח, יתכווץ, יתכופף או יעבור למצב יציב אחר.

New-Tech Magazine l 38