จากการเล่นกระดาษสู่การสำรวจอวกาศ: ร่มชูชีพคิริกามิเปิดทางสู่อนาคตของการจัดส่งด้วยโดรนและการสนับสนุนด้านมนุษยธรรม - อิทธิพลของประเพณีญี่ปุ่นต่อวิทยาศาสตร์

เมื่อมองดูไทม์ไลน์ในยามค่ำคืน ก็พบวิดีโอแบบนี้ไหลเข้ามา――

ขวดน้ำที่บรรจุน้ำถูกปล่อยลงมาจากโดรนอย่างเงียบๆ
สิ่งที่ห้อยอยู่นั้นไม่ใช่ร่มชูชีพผ้าธรรมดา แต่ดูเหมือนจะเป็น "แผ่นบางกลม" ธรรมดาๆ
เมื่อมันสัมผัสกับอากาศ มันก็เปลี่ยนรูปเป็นตะกร้าลายลูกไม้คล้ายแจกัน และตกลงมาในแนวตรง

"เอ๊ะ มันทำงานยังไงเนี่ย?" "ร่มชูชีพจากศิลปะการตัดกระดาษ?!"
ใน X และ TikTok โพสต์ที่เต็มไปด้วยความประหลาดใจแบบนี้กำลังเริ่มเป็นที่นิยม

ความลับของร่มชูชีพแปลกใหม่นี้ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะการตัดกระดาษของญี่ปุ่นที่เรียกว่า "คิริกามิ (kirigami)"
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมอนทรีออล (Polytechnique Montréal) ในแคนาดาได้พัฒนาและเพิ่งตีพิมพ์งานวิจัยในวารสาร Nature ในเดือนตุลาคม 2025Science News Explores

คิริกามิ: ไม่ใช่แค่ "พับ" กระดาษ แต่ยัง "ตัด" ด้วย

โดยทั่วไปแล้วเรารู้จักโอริกามิ แต่ครั้งนี้พระเอกคือ "คิริกามิ"
โอริกามิเป็นการ "พับ" เท่านั้น แต่คิริกามิเป็นศิลปะที่ใช้กรรไกรตัดกระดาษที่พับไว้เพื่อสร้างรูปทรงสามมิติ

ทีมวิจัยใช้แผ่นฟิล์มพลาสติกบางสีทองที่เรียกว่า "ไมลาร์ (Mylar)"
แผ่นกลมนี้ถูกตัดเป็นรอยแยกแบบวงกลมซ้อนกันจากศูนย์กลางไปยังขอบScience News Explores

เมื่อมองดูเผินๆ มันอาจดูเหมือน "แผ่นกลมที่มีรู" แต่เมื่อแขวนของหนักแล้วปล่อยลงมา มันจะแสดงศักยภาพที่แท้จริง
แผ่นกลมที่รับอากาศจะยกตัวขึ้นและเปลี่ยนรูปเป็น "ตาข่ายรูปแจกัน"
รูปทรงนี้สร้างแรงต้านอากาศ (drag) และช่วยลดความเร็วในการตกของสิ่งของScience News Explores

ความเสถียรที่แปลกประหลาด: "ไม่ว่าจะโยนยังไงก็ตกลงตรงๆ"

เดวิด เมลานซอน นักวิศวกรรมเครื่องกลที่ทำการทดลองกล่าวว่า
"ไม่ว่าจะโยนในทิศทางใด มันจะปรับท่าทางเองและตกลงตรงๆ"Science News Explores

ร่มชูชีพผ้าธรรมดามักจะถูกลมพัดไปซ้ายขวาในขณะที่เปิด
สำหรับร่มชูชีพที่คนใช้ การพัดไปด้านข้างอาจเพิ่มความปลอดภัยได้
แต่ในสถานการณ์ที่ต้องการให้สิ่งของตกลงในจุดที่กำหนด การเบี่ยงเบนเป็นปัญหาใหญ่

ร่มชูชีพคิริกามิจะกลายเป็นรูปทรงสามมิติจากแผ่นกลมแบน
ทำให้แกนกลางของน้ำหนักและร่มชูชีพตรงกันได้ง่าย และการไหลของอากาศก็มีแนวโน้มที่จะสมมาตร
ดังนั้น แม้ว่าจะโยนไปในท่าที่เอียงเล็กน้อย แรงต้านอากาศจะปรับท่าทางเอง
ผลลัพธ์คือมันจะตกลง "เกือบตรง" ในเส้นทางคล้ายกับขีปนาวุธScience News Explores

ขวดน้ำหนัก 1 กิโลกรัมจากความสูง 60 เมตร

ประสิทธิภาพจริงๆ เป็นอย่างไร
ทีมวิจัยได้ทำการทดสอบโดยแขวนขวดน้ำหนัก 1 กิโลกรัมกับร่มชูชีพคิริกามิที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 เซนติเมตร
และปล่อยจากโดรนที่ความสูง 60 เมตรScience News Explores

ผลลัพธ์――

• ไม่มีร่มชูชีพ: ความเร็วปลายประมาณ 34 m/s (ประมาณ 122 km/h)

• มีร่มชูชีพคิริกามิ: ความเร็วสูงสุดประมาณ 14 m/s (ประมาณ 50 km/h)

ด้วยแรงต้านอากาศ ความเร็วในการตกจึงลดลงกว่าครึ่ง

แม้ว่าตัวเลขจะยังดูเร็ว แต่สำหรับการขนส่งสิ่งของก็ถือว่าอยู่ในระดับที่ใช้งานได้
หากใช้ร่วมกับวัสดุกันกระแทกที่วางบนพื้น ก็อาจส่งอาหารหรือยาได้อย่างปลอดภัย

ร่มชูชีพที่มีรูพรุน? ― เรื่องของแรงต้าน

"ถ้ามีรูขนาดนั้น มันจะตกเร็วขึ้นไม่ใช่เหรอ?"
เป็นคำถามที่พบบ่อยในโซเชียลมีเดีย

จริงๆ แล้ว ร่มชูชีพคิริกามิมีแรงต้านอากาศน้อยกว่าร่มชูชีพผ้าขนาดเดียวกัน
เพื่อให้สามารถปล่อยน้ำหนักเดียวกันได้อย่างปลอดภัย จะต้องใช้ร่มที่ "ใหญ่กว่า"Science News Explores

ถึงอย่างนั้น ทีมวิจัยก็เลือกดีไซน์ที่มีรูพรุนเพราะ

• มีความเสถียรสูง (ไม่เบี่ยงเบนง่าย ไม่หมุนง่าย)

• ผลิตได้ง่าย (ไม่ต้องเย็บหรือพับซับซ้อน)

เป็นข้อดี

แรงต้านที่วัตถุที่ตกลงมารับจากอากาศนั้นโดยทั่วไปแล้ว

แรงต้าน ≒ รูปทรง × ความเร็ว² × ความหนาแน่นของอากาศ

เป็นตัวกำหนด

การมีรูทำให้แรงต้านลดลง แต่ถ้าทำให้รูปทรงใหญ่ขึ้นก็สามารถชดเชยได้
เป็นการแลกเปลี่ยนที่ทำให้ดีไซน์นี้เป็นไปได้

หากจะใช้ระบบเดียวกันนี้เพื่อให้ "มนุษย์" ลงมาอย่างปลอดภัย
จะต้องใช้ร่มชูชีพขนาดใหญ่เท่ากับ "สนามฟุตบอลสองสนามเรียงกัน"Science News Explores
แน่นอนว่านั่นไม่ใช่เรื่องจริงจัง ดังนั้นการใช้งานจะเป็น "เฉพาะสำหรับสิ่งของ"

เหตุผลที่มันอาจกลายเป็นร่มชูชีพที่ราคาถูกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

อีกหนึ่งจุดแข็งคือ "มีศักยภาพที่จะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและราคาถูก"

ร่มชูชีพผ้าแบบเดิมๆ ต้องใช้
・ผ้าที่มีความทนทาน
・เชือกยาว
・การเย็บที่ซับซ้อน
・การพับที่เปิดได้สวยงาม
กระบวนการเหล่านี้ทำให้การผลิตและการใช้งานมีค่าใช้จ่ายสูง

ในขณะที่ร่มชูชีพคิริกามิ

• เพียงแค่ใช้เลเซอร์ตัดลวดลายบนแผ่นเดียว

• นอกจากไมลาร์แล้ว ยังสามารถใช้กระดาษ กระดาษแข็ง หรือพลาสติกที่ราคาถูกได้

• หากใช้แบบใช้แล้วทิ้ง กระดาษหรือกระดาษแข็งสามารถรีไซเคิลหรือย่อยสลายได้ง่าย

มีคุณสมบัติเหล่านี้

ในขณะนี้ เครื่องตัดเลเซอร์ยังมีราคาแพงและใช้เวลานานในการผลิตแต่ละชิ้น
แต่หากกระบวนการผลิตจำนวนมากได้รับการพัฒนาในอนาคต
อาจจะมีวันที่สามารถผลิตร่มชูชีพเพื่อการช่วยเหลือมนุษยธรรมจากกระดาษที่ขายในร้าน 100 เยนได้

สำรวจอวกาศ? รุ่นที่หมุนวนในขณะที่ตกลงมา

ทีมวิจัยไม่ได้พิจารณาแค่รูปแบบที่ "ตกลงตรงๆ" เท่านั้น
แต่ยังพิจารณาดีไซน์ที่หมุนวนเหมือนเมล็ดเมเปิ้ลในขณะที่ตกลงมาScience News Explores

หากติดกล้องบนร่มชูชีพที่หมุนวนในขณะที่ตกลงมา
สามารถถ่ายภาพรอบๆ ในขณะที่ผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์
มีดาวเคราะห์หลายดวงที่มีบรรยากาศหนาแน่น เช่น ดาวอังคาร ดาวศุกร์ และไททัน ที่ต้องการสำรวจในขณะที่ตกลงมา

เป็นการผสมผสานที่โรแมนติกระหว่าง "ศิลปะการตัดกระดาษ × การสำรวจอวกาศ"

ปฏิกิริยาในโซเชียลมีเดีย (※สรุปภาพรวม)

※ด้านล่างนี้ไม่ใช่การอ้างอิงจากโพสต์จริงๆ แต่เป็นการสรุป "บรรยากาศ" ของปฏิกิริยาทั่วไปที่พบในโซเชียลมีเดีย

1. กลุ่มการศึกษาและการวิจัยอิสระ

• "งานวิจัยอิสระของนักเรียนประถมอาจชนะด้วยสิ่งนี้ แค่ตัดไฟล์ A4 ก็ทำได้แล้ว"

  ##HTML