由牛津大學(xué)和布達(dá)佩斯科技經(jīng)濟(jì)大學(xué)合作開發(fā)的一種幾何模型，最近成為有史以來最引人注目的太空實驗之一的對象。這項實驗使用了“軟細(xì)胞”，這是一種能夠填充空間而無需直線邊緣的幾何形狀，也存在于生物結(jié)構(gòu)中。其中一種名為f2的變體被送入太空，它在微重力環(huán)境下的表現(xiàn)甚至讓宇航員都感到驚訝。

2024年，軟細(xì)胞被描述為一類新型幾何形狀，它們無需尖銳頂點即可填充空間。它們的幾何形狀類似于多面體，但有一個關(guān)鍵區(qū)別：它們的面不一定是平面的，棱也不一定是直線的。在它們的f2變體中，表面是“極簡的”，類似于肥皂膜貼合金屬絲形狀時形成的曲面，如下圖所示。

2024年發(fā)現(xiàn)的幾何形狀

這一特性引起了匈牙利航天計劃HUNOR的關(guān)注，該計劃提議將一個形狀與f2單元邊緣相似的結(jié)構(gòu)作為Axiom-4任務(wù)的一部分送往國際空間站（ISS）。目標(biāo)是在微重力環(huán)境下向該結(jié)構(gòu)注水，并觀察在沒有液體重力干擾的情況下，曲面是如何形成的。這項實驗由布達(dá)佩斯團(tuán)隊與Axiom Space和NASA合作，歷時六個月完成規(guī)劃。實驗需要在軌道上進(jìn)行最終調(diào)整，由指令長大西拓也和Axiom-4乘組人員監(jiān)督，其中匈牙利宇航員蒂博爾·卡普發(fā)揮了關(guān)鍵作用。實驗結(jié)果超出了預(yù)期。在失重狀態(tài)下，水呈現(xiàn)出在地球上不可能出現(xiàn)的形狀，揭示了柔性單元這種獨特體積內(nèi)最小表面積的分布情況。

如此獨特的實驗必然會引發(fā)一個問題：這種柔性單元是如何制造的？官方并未明確說明創(chuàng)建3D模型的具體方法。然而，這類原型通常采用3D打印技術(shù)制造，因為該技術(shù)能夠精確快速地復(fù)制高度復(fù)雜的幾何形狀。此外，國際空間站多年來一直在地面和在軌的眾多實驗中使用增材制造技術(shù)，這進(jìn)一步增加了該項目也采用該技術(shù)的可能性。

關(guān)于可能的應(yīng)用，牛津大學(xué)數(shù)學(xué)研究所強調(diào)，這些成果不僅有助于更好地理解構(gòu)成許多生物組織的幾何結(jié)構(gòu)，而且還為構(gòu)想沒有角度的建筑物和結(jié)構(gòu)鋪平了道路，這是一種全新的未來設(shè)計方法。

編譯整理：3dnatives