由牛津大學(xué)和布達(dá)佩斯科技經(jīng)濟(jì)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的一種幾何模型，最近成為有史以來(lái)最引人注目的太空實(shí)驗(yàn)之一的對(duì)象。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使用了“軟細(xì)胞”，這是一種能夠填充空間而無(wú)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(lèi)新型幾何形狀，它們無(wú)需尖銳頂點(diǎn)即可填充空間。它們的幾何形狀類(lèi)似于多面體，但有一個(gè)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(jiǎn)的”，類(lèi)似于肥皂膜貼合金屬絲形狀時(shí)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(jì)劃HUNOR的關(guān)注，該計(jì)劃提議將一個(gè)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(guó)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(méi)有液體重力干擾的情況下，曲面是如何形成的。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)由布達(dá)佩斯團(tuán)隊(duì)與Axiom Space和NASA合作，歷時(shí)六個(gè)月完成規(guī)劃。實(shí)驗(yàn)需要在軌道上進(jìn)行最終調(diào)整，由指令長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)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(dú)特體積內(nèi)最小表面積的分布情況。

如此獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)必然會(huì)引發(fā)一個(gè)問(wèn)題：這種柔性單元是如何制造的？官方并未明確說(shuō)明創(chuàng)建3D模型的具體方法。然而，這類(lèi)原型通常采用3D打印技術(shù)制造，因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠精確快速地復(fù)制高度復(fù)雜的幾何形狀。此外，國(guó)際空間站多年來(lái)一直在地面和在軌的眾多實(shí)驗(yàn)中使用增材制造技術(shù)，這進(jìn)一步增加了該項(xiàng)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(qiáng)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(méi)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(lái)設(shè)計(jì)方法。

編譯整理：3dnatives