미우라 폴드

미우라 폴드(미우라식 접어겹침, 미우라-오리)는 종이 같은 평평한 표면을 더 작은 영역 안으로 접는 방법이다. 이 접이 방식은 발명가인 일본 천체물리학자 미우라 고료(1930-)의 이름을 따서 명명되었다.

The Miura fold (ミウラ折り, Miura-ori) is a method of folding a flat surface such as a sheet of paper into a smaller area. The fold is named for its inventor, Japanese astrophysicist Kōryō Miura

미우라 폴드의 주름 패턴은 평행사변형으로 표면의 테셀레이션(쪽맞추기)을 형성한다. 이 주름은 한 방향으로, 직선을 따라 놓여 있으며, 각 평행사변형은 인접한 평행사변형과 주름을 사이에 두고 대칭을 이룬다. 다른 방향에서, 이 주름은 지그재그를 이루며, 각 평행사변형은 주름에 걸쳐 인접한 평행사변형의 변형이다. 주름의 지그재그 경로 각각은 오로지 산접기 또는 계곡접기로만 이루어지며, 인접 경로끼리는 두 방식이 번갈아 나타난다. 주름의 직선 경로 각각은 산 접기와 계곡 접기 사이에서 번갈아 나오게 만든다. 미우라 폴드는 크레슬링 폴드, 요시무라 폴드, 육각형 폴드와 관련이 있으며, 이들 폴드를 일반화한 것으로 볼 수 있다.

The crease patterns of the Miura fold form a tessellation of the surface by parallelograms. In one direction, the creases lie along straight lines, with each parallelogram forming the mirror reflection of its neighbor across each crease. In the other direction, the creases zigzag, and each parallelogram is the translation of its neighbor across the crease. Each of the zigzag paths of creases consists solely of mountain folds or of valley folds, with mountains alternating with valleys from one zigzag path to the next. Each of the straight paths of creases alternates between mountain and valley folds. The Miura fold is related to the Kresling fold, the Yoshimura fold and the Hexagonal fold, and can be framed as a generalization of these folds.

미우라 폴드는 형태가 단단하게 유지되는 오리가미의 한 형태로, 각 단계에서 평행사변형이 완전히 평평한 상태를 유지하는 연속적인 동작으로 접을 수 있다는 것을 의미한다. 이 특성을 통해 단단한 재료로 만든 표면을 접는 데 사용할 수 있으므로, 단단하게 접을 수 없고 콤팩트한 상태로 압축하려면 패널 변형이 요구되는 크레슬링 폴드 및 요시무라 폴드와 구별된다. 예를 들어, 일본 우주 프로그램에서 우주 위성용 대형 태양전지판 패널 배열은 발사 전에 미우라 폴드로 접은 다음 우주에서 펼쳐진다. 접힌 미우라 폴드는 콤팩트한 형태로 패키징할 수 있으며, 두께는 접힌 재료의 두께만을 반영한다. 접힌 재료는 양 끝을 잡아당기면 한 번의 동작으로 펼칠 수 있고, 마찬가지로 양 끝을 서로 밀어서 접을 수 있다. 태양전지판 배열 응용에서, 이러한 속성은 이 형상을 전개하는 데 요구되는 모터 수를 줄여서, 무게와 복잡성을 감소시킨다.

The Miura fold is a form of rigid origami, meaning that the fold can be carried out by a continuous motion in which, at each step, each parallelogram is completely flat. This property allows it to be used to fold surfaces made of rigid materials, making it distinct from the Kresling fold and Yoshimura fold which cannot be rigidly folded and require panel deformations to compress to a compact state. For instance, large solar panel arrays for space satellites in the Japanese space program have been Miura folded before launch and then spread out in space. A folded Miura fold can be packed into a compact shape, its thickness reflecting only the thickness of the folded material. Folded material can be unpacked in one motion by pulling on its opposite ends, and likewise folded by pushing the two ends together. In the solar array application, this property reduces the number of motors required to unfold this shape, reducing weight and complexity.

응용

Applications

1996 ‘스페이스 플라이어 유닛’은 미우라 폴드 구성에서 2D 어레이를 전개했다.

The 1996 Space Flyer Unit deployed the 2D Array from a Miura folded configuration.

스프라우트 위성의 팽창형 막 구조물은 미우라-접기 상태에서 우주로 운반된 다음, 팔각형-접기 상태로 함께 실린 팽창형 튜브를 이용하여 전개된다.

The inflatable membrane structure of the SPROUT satellite is carried into space in the Miura-folded state, and then deployed using inflatable tubes themselves carried into space in the Octagon-folded state.

이 폴드의 다른 잠재적인 응용에는 스텐트 및 평면-접이식 장비품 같은 수술용 기기가 포함된다.

Other potential applications of this fold include surgical devices such as stents and flat-foldable furniture.

프리부르대학교 연구진은 미우라 폴드를 사용하여 전기 뱀장어와 유사하게 전기를 생성하는 하이드로겔 필름을 겹겹이 접는다. 미우라 폴드는 더미의 여러 부분이 동시에 서로 접촉하도록 하는 데 사용된다.

Researchers at the University of Fribourg used the Miura fold to stack hydrogel films, generating electricity similarly to electric eels. The Miura fold is used to cause many parts of the stack to contact each other simultaneously.