切り紙技法を用いた機能的なデザインの作成
原題: Using Kirigami Techniques to Make Functional Designs
日本語訳
# タイトル
切り紙の技術を用いた機能的なデザインの制作
# 本文
折り紙の派生形である「切り紙」（日本語で「cut paper」の意味）も、一枚の紙から始まりますが、紙を切ることを許容することで、作成できる形状のバリエーションを増やしています。Matthew Lim氏はこの技術を用い、ボルトや接着剤などを一切使わずに、平面の状態から何らかの機能的な物体へと変換できる、数多くの三次元デザインを生み出しました。これらには、スマホグリップからかなり大きなサイドテーブルに至るまで、あらゆるものが含まれます。
動画は、背中に小さな鶴を乗せた折り鶴の折り方を示す、興味深いデモンストレーションから始まります。これは、鶴の多様な折り方を記した1797年の書籍に記録されており、一枚の紙に切り込みを入れて、より小さな二つ目の鶴を作り出すという、切り紙の最初期の事例の一つとなっています。
同じ書籍では、そのアイデアをさらに発展させ、一連の切り込みを入れることで鶴の格子状の形に折り畳める、折り紙のグリッド（格子）についても触れています。後にこの折り紙の形式は「切り紙」と呼ばれるようになりました。動画では、Liuらによる「調整可能な機械的特性を持つ円筒形折り紙（cylindrical origami with tunable mechanical behavior）」に関する2024年の学術論文に基づき、元の平面的な形状に戦略的な切り込みを数箇所入れるだけで、いかに機能性を大幅に向上させられるかを実証しています。
これらの機能的なメカニズムの開発では、レーザーカッターとFDM方式の3Dプリンターを使用して、ポップアップ機構のより高度なバージョンを試作・テストし、その後、合板パネルと3Dプリントされたヒンジを用いて実物大の家具へと展開していきます。完成したテーブルの最も素晴らしい点は、異なる構成に変更できることであり、メカニズムが新しい位置でロックされることで、比較的安定した新しい形状を保つことができます。
すぐに実用化されるわけではないにせよ、これらのメカニズムは、ロボット工学やフラットパック家具（組み立て式家具）だけでなく、1グラム、1立方ミリメートルのスペースが重要となる宇宙探査のような分野においても、興味深い選択肢を提供します。
原文（英語）を表示
The variant of origami called kirigami (‘cut paper’ in Japanese) also starts off with a sheet of paper, but it allows for cutting the paper to increase the number of shapes that you can create. It is this technique that [Matthew Lim] used to create a number of three-dimensional designs that can convert between a flat configuration and some kind of functional object without any bolts, glue or similar. These include everything from a phone grip to a pretty sizeable side table.
The video starts with an interesting demonstration of how to fold an origami crane that has a smaller crane on its back. This is documented in a 1797 book on the many ways to fold a crane, with one of the first known instances where cuts are made in the single sheet of paper, which becomes the second, much smaller crane.
The same book extends that idea into making an origami grid that can fold into a grid of cranes after making a series of cuts. Later this form of origami got the name ‘kirigami’, with the video demonstrating how a few strategic cuts in an original flat shape can make it much more functional, based on scientific papers like this 2024 one by [Liu] et al. on cylindrical origami with tunable mechanical behavior.
For these functional mechanisms a laser cutter and FDM printer are used to prototype and test increasingly more advanced versions of the pop-up mechanism, before moving on to make full-sized furniture using plywood panels and 3D printed hinges. The coolest part about the resulting table is that it can be changed into different configurations, with the mechanism locking into its new position to make a relatively stable new shape.
Even if not immediately practical, these mechanisms provide interesting options for robotics and flat-pack furniture alike, as well as in applications like space exploration where every gram and cubic millimeter of space counts.