درس واره شماره 56- معماری اوریگامی

اوریگامی Origami یک هنر سنتی ژاپنی کار با کاغذ است. در این هنر سرگرم کننده هنرمند می کوشد تا تنها با استفاده از کاغذ و تا کردن آن، اشکال بسیار زیبایی را خلق کند. این هنر در ژاپن  پیشینه زیادی دارد البته مواردی گواه بر وجود این هنر قدیمی در کشورهایی همچون چین  یا حتی کشورهای غربی هست که گمان می رود از ژاپن به آن ها راه پیدا کرده باشد. اوریگامی در گذشته بیشتر جنبه سرگرمی برای کودکان داشت ولی با گذشت زمان توانسته در میان بزرگسالان و همچنین در دنیای علم طرفداران بسیاری برای خود پیدا کند. یکی از محبوب ترین و قدیمی ترین طرح های اوریگامی در ژاپن درنای کاغذی است. طبق یکی از افسانه های ژاپنی ساخت هزار درنای کاغذی آرزوی شما را برآورده می کند. مردم ژاپن به این افسانه اعتقاد بسیار زیادی دارند. به همین دلیل در بسیاری از فروشگاه های ژاپن درناهای کاغذی در بسته های هزار تایی، در رنگ های متنوع به فروش می رسد.

Origami

Japanese Origami, Cranes

 Japanese Origami, Cranes

Japanese Origami, Cranes 

طرح های اولیه اوریگامی بسیار ساده بودند و تنها با چند تا کاغذ ساده ساخته می شدند. متخصصان اوریگامی قوانین خاصی برای آن قائل بودند؛ به طور مثال معتقد بودند که در ساخت اوریگامی تنها باید از دست برای تا کردن کمک گرفت و این که کاغذ مورد استفاده باید مربع شکل باشد. از حدود قرن 17 میلادی و به خصوص از اواسط سال های قرن 19 هنر اوریگامی در خارج از ژاپن نیز محبوبیت بسیاری پیدا و توجه محققان زیادی را به خود جلب کرد. هنرمندان به ساخت اشکال پیچیده تری روی آوردند و این امر استفاده از ابزار را در اوریگامی به دنبال داشت. حتی در بخش هایی از برش نیز استفاده می شد. به دلیل قوانین پایداری که در هنر اوریگامی بود دانشمندان کم کم به فکر استفاده از آن در علوم کاربردی دیگر افتادند چرا که قوانین اوریگامی پاسخگوی بسیاری از مشکلاتی بود که در علوم مختلف با آن سر و کار داشتند. برای این منظور نیاز بود که قوانین ریاضی برای فرم های اوریگامی تعریف و نیز مصالح مناسب تری جایگزین کاغذ و خطوط تا شود. جایگزین کردن مواد و مصالح پایدارتر مانند فلزات و پارچه ها به جای کاغذهای نازک و شکننده و نیز استفاده از لولاهای سخت و محکم فلزی به جای خط تاهای کاغذ نوعی اوریگامی پایدار را تعریف کرد که به آن Rigid Original گفته می شود.

Rigid Origami 

Rigid Origami

یکی از اولین کسانی که روی اوریگامی پایدار کار کرد پروفسور میورا از دانشگاه توکیو بود. الگویی که او طراحی کرد از یک صفحه صاف با تاهای متوازی الاضلاعی ساخته شده بود.

Professor Koryo Miura, Astrophysics

Miura, Fold

میورا و همکارش ساکاماکی از نظر الاستیسیته و هندسی طرح خود را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که بیشتر نقاط متفاوت در تاهای عمود بر هم به هم وابسته هستند به گونه ای که یک حرکت ساده درون سازه باعث ایجاد حرکت در سایر اعضای آن خواهد شد یعنی تنها با یک فشار کم از یک گوشه صفحه در راستای قطر آن می شد طرح را به سادگی باز و بسته کرد. میورا و ساکاماکی الگوی پیشنهادی خود را ماشین اوریگامی نامیدند که به Miura-Ori معروف است. یکی از مهم ترین کاربردهای این الگو در بادبان های خورشیدی، ماهواره های فضایی است. به دلیل مساحت کم درون شاتل ها، از این نوع بادبان های خورشیدی استفاده می شود که در زمین تاشده درون شاتل ها جاسازی می شوند و سپس در فضا هنگام استفاده باز می شوند. به طور کلی اوریگامی پایدار اهدافی را دنبال می کرد که اوریگامی را به یک هنر علمی – کاربردی تبدیل می کرد. از جمله این اهداف دستیابی به فرم ها و اشکالی بود که دارای سطوح مقاوم در برابر عوامل طبیعی باشند و همچنین دست یابی به سازه هایی که قابلیت تغییر شکل و جا به جا شدن را داشته باشند.

Miura, Origami

Miura, Origami

Space Satellite, Origami

Space Satellite, Like Origami

نمونه های اولیه ای از این نوع طراحی را به طور غیر منتظره ای می توان در پل هایی یافت که ارتش انگلیس  در سال های 1991 و 1995 در جنگ استفاده می کرد. آن ها نیاز به پل هایی داشتند که سبک، قابل حمل و قابل باز و بسته شدن باشد و همچنین مقاومت لازم برای عبور نفرات و ماشین ها را داشته باشد. برای این منظور آن ها از قوانین رایج در اوریگامی برای ساخت آن پل ها استفاده کردند.

UK Army, Bridge, 1991

Emergency Origami Bridge, Like, UK Army Bridge, 1991-1995 

در سال 2003 یک گروه تحقیقاتی در ژاپن به سرپرستی پروفسور هاگی وارا ایشیرو و دکتر نوجی ماتاکتوشی از دانشگاه کیوتو تحقیقاتی را در مورد کاربردهای اصول اوریگامی در علم مهندسی انجام دادند. تحقیقات این گروه نشان داد که اوریگامی تنها یک هنر تای کاغذ نیست بلکه در هر زمینه علمی و کاربردی می تواند آن چیزی باشد که انتظار دارید. به همین دلیل امروزه شاهد حضور آن در بسیاری از تکنولوژی های روز هستیم؛ کیسه های هوای درون اتومبیل ها در صنعت خودروسازی، صفحه های جمع آوری کننده انرژی خورشیدی در ماهواره های فضایی، لنز دوربین های غول پیکر عکاسی از فضا در شاتل ها و همچنین پوشش سقف استادیوم های ورزشی. در معماری نیز اوریگامی جایگاه خود را پیدا کرد؛ در طراحی داخلی فضاها، فرم خارجی بناها، تنظیم صدا برای برخی فضاهای خاص یا پوشش سقف فضاهای بزرگی مانند استادیوم های ورزشی.

Sample Of Origami In Interior Design

Centre For Sustainable Energy Technologies, Mario Cucinella Architects, Ningbo-China, 2009

Industrial Design With Origami 

Origami Design, Cambrige University, Students

Park Pavilion, Moneo Brock Studio, Cuenca-Spain, 2013

 Minimal Interior Origami Design

به طور مثال در طراحی فضای داخلی ترمینال سفرهای دریایی بین المللی یوکوهاما در ژاپن از اشکال و فرم های هندسی استفاده شده است که تنها در طرح های اوریگامی یافت می شود. طرح فرمی مدولار و تکرارشونده از تای کاغذ دارد که زیبایی آن را دو چندان کرده است. یکی دیگر از استفاده های اوریگامی در طراحی فضای داخلی کره ای است که در دهلیز میانی مرکز عملی لیبرتی در نیوجرسی آمریکا آویزان است. قطر این کره از 4 تا 18 متر قابل تغییر است. برای این منظور از الگوی هندسی مثلثی استفاده شده است تا کره بتواند به راحتی باز و بسته شود.

Yokohama International Passenger Terminal Foreign, Office Architect, 2002 

Yokohama International Passenger Terminal Foreign, Office Architect, 2002

Hoberman Sphere In Liberty Science Center, Chuck Hoberman, New Jersey-USA

Hoberman Sphere In Liberty Science Center, Chuck Hoberman, New Jersey-USA

یکی از مشکلاتی که همواره طراحان و مهندسان با آن رو به رو بوده اند پوشش سقف فضاهای وسیعی همچون استادیوم ورزشی است؛ به خصوص آن دسته از فضاهایی که دارای سقف های بازشونده هستند. اوریگامی مناسب ترین راه حل برای این مشکل بود؛ تکرار یک طرح سازه که قابلیت باز و بسته شدن را داشته باشد. چنین طرحی هیچ گونه فشار یا تمرکزی بر نقطه مرکزی ندارد بنابراین به راحتی می تواند باز و بسته شده و سقف یک فضای وسیع مانند استادیوم را پوشش دهد. یکی از مهمترین خصوصیات اوریگامی که محققان را شیفته خود ساخته است همین قابلیت حرکت در سازه آن است بدون آنکه در پایداری آن خللی وارد شود.

New Chelsea FC Stadium, Herzog and de Meuron, London-UK

New Atlanta Stadium, 360 Architecture, Atlanta-USA

Hazza Bin Zayed Stadium, Pattern Design, ABU Dhabi-UAE, 2014

National Football Stadium, Rogers Stirk Harbour & Partners, Venezuela

امروزه محققان بسیاری هستند که روی کاربرد اوریگامی در طراحی فضاها و علوم مهندسی کار می کنند:ران رِسچ، گراسمن، پروفسور میورا ، پیتر انجل ، رابرت هاربین ، اریک جوسیل، رابرت لنگ و...

به طور قطع با ورود ریاضیات به هنر اوریگامی و با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری در آینده ای نه چندان دور شاهد سازه های پیچیده و خارق العاده بیشتری از این هنر باستانی ژاپنی در علوم مهندسی خواهیم بود.

Ron Resch, Louisville,USA-1939-2009

Professor Koryo Miura, Astrophysics

Robert Harbin, Magician & Author, Balfour-South Africa, 1908-1978

Eric Joisel, Origami, France, 1956-2010