“折叠连衣裙”——与三宅一生的合作

三宅一生设计的连衣裙，应用了折纸的缠卷模型（下图提供：荻原教授，上图摄影：山田慎二）

当然，日本也进行了各种各样的研究与技术应用。例如，世界级时装设计师三宅一生便和野岛武敏合作，设计了“折叠连衣裙”。

设计作品中应用了野岛教授发明的“缠卷模型”和“圆锥折叠模型”。这类模型是从牵牛花的蓓蕾呈螺旋状开花的机制中获得启示而发明的。

事实上，对航空宇宙工程学和机械工程学的研究者们而言，贝、昆虫翅膀以及向日葵果实的排列方式等自然界存在的折叠构造中，潜藏着许多意味深长的研究主题。2014年11月，《美国国家科学院院刊》刊登了东京大学助教齐藤一哉的论文《昆虫界“最难”的折叠，揭开隐翅虫后翅藏匿法之谜》。这项研究如果能够继续深化，有望广泛影响到工业产品的制造，大到人造卫星太阳能电池翼的展开结构，小到雨伞、扇子等日常用品。

从罐装烧酎高杯酒到人造血管

“三浦折叠”（左）是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的三浦公亮名誉教授发明的折叠方法。将长方形顺着对角线方向拉伸或挤压就能瞬间实现关闭开合。应用在罐装烧酒高球上的铝制“钻石切割饮料罐”（右），也源于三浦教授的宇宙工程学研究

被应用于人造卫星太阳能电池翼的“三浦折叠”非常有名，而在我们日常生活中也不乏应用实例。比如，将被称为吉村型（钻石型）的折叠构造应用在罐装烧酎高杯酒的饮料罐表面。在打开饮料罐的那一瞬间，罐子表面会突然显现出凹凸不平的钻石图案。想必很多人对此都很熟悉。

此外，像是轻而易举就可压扁的塑料瓶、轻便牢固的车身、家具，以及安全气囊的折叠技术等等，我们的日常生活中随处可以见到折纸技术的应用。

在建筑领域，人们研究如何用木材和钢板作为折叠材料建造立体建筑物；在医疗领域，研究人员利用“海参折叠”来制造新型人造血管（覆膜支架），利用肺泡管折纸模型来帮助检查肺部疾病等等，各种各样的应用技术研究正在进行。

美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）与杨百翰大学的研究者们正在进行了一项共同研究，应用折纸技术研发一种能够伸展至折叠状态十倍面积的太阳能电池板（图片为试制品，提供：杨百翰大学/NASA）
东京大学助教舘知宏正在研究如何将折纸技术应用在建筑上。图为折叠式建筑的设计案例（图片提供：舘知宏）

致力于可批量生产的技术开发

如前所述，日本的折纸技术正在医疗、运输、建筑、航天产业等广泛领域取得越来越多的关注，但据说得到实际应用并实现了批量生产的，还只有蜂窝状芯材一种。

2014年11月，东京大学助教齐藤一哉成功地证实了新型蜂窝状芯材的制造方法。以前的蜂窝状芯材都是通过堆积重叠来扩展的，而这一次，齐藤仅用1张纸板，按照折纸的方式刻入划痕，制作出立体形状。这项技术使得高强度、高刚性蜂窝状芯材的制造变得不再困难，不仅降低了成本，一直被视为难题的曲面板的制造也成为可能。

“桁架夹芯板”上排列着许多三棱锥形状的突起。它容易弯曲，能够用模具冲压成形，因此价格低廉且防火性能好（图片提供：荻原教授）

而明治大学荻原教授的研究小组，则正在研发一种“桁架夹心板”（亦称“钻石夹芯板”）。这种板材也很容易弯曲，且防火性强。形状相同的板材的凹凸面用夹心三明治的方式搭配组合后，其刚度大约是平板的7到8倍，而且成本仅为普通蜂窝构造板材的三分之一。目前正在研究其在太阳能板（光伏板）定日镜、锂电池充电器、列车地板构造等方面的应用。

荻原研究小组还致力于“折纸式3D打印机”的开发。这种打印机与普通的层积成型3D打印机的构思正好相反，是根据三维数据打印折纸展开图。使用这种数据，那么将来没有昂贵的铸模也能从事生产制造了。研究小组正在推进焊接机器人、折叠机器人这类工业机器人的开发。

折纸虽然根植于传统，但是折纸工程学还是一个全新的研究领域。今后，包括日本在内的世界各国，将会采取哪些崭新的尝试，把折纸的构思和技术实际应用于工业生产领域呢？让我们拭目以待。

（Nippon Communications Foundation编辑部根据2015年1月在明治大学研究与知识产权战略机构尖端数理科学研究科的采访整理编辑而成。标题图片：明治大学荻原一郎教授，摄影：山田慎二）