1985 yılında, o dönem Polaroid’de elektrik mühendisi olarak çalışan ve bugün MIT Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Profesörü olan William Freeman, Scientific American dergisinde yayımlanan Innovative Design Fund ilanına başvurarak bir fikir geliştirdi. Bu ilan, giyim, ev eşyaları ve tekstil sektörleri için yenilikçi çözümlere 10.000 dolara kadar destek sağlanacağını duyuruyordu. Freeman bu çağrıya yanıt olarak, klasik fermuar gibi çalışan ancak üç taraflı yapıya sahip olan bir “üç kenarlı fermuar” tasarladı.

Freeman’ın geliştirdiği bu sistem, kapatıldığında üçgen bir tüp formu alıyor ve sandalye, çadır ya da çanta gibi nesnelerin yumuşak halden tam boyuta geçerek kolayca taşınmasını ve hızlı kurulmasını mümkün kılıyordu. Ancak proje dönemin koşullarında kabul edilmedi. Buna rağmen Freeman, fikrin gelecekte yeniden ele alınabileceği umuduyla prototipini patentlemeyi tercih etti.

Y-Zipper, 3B yazıcılarla yeniden doğdu

Bugün MIT CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) araştırmacıları, Freeman’ın bu konseptinden yola çıkarak “Y-zipper” adı verilen otomatik ve uyarlanabilir bir bağlantı sistemi geliştirdi. MIT CSAIL araştırmacısı ve çalışmanın başyazarı Jiaji Li, klasik fermuarların düz yüzeyleri kapatmak için uygun olduğunu ancak Freeman’ın fikrinin çok daha dinamik bir dönüşüm sunduğunu belirtiyor. Li’ye göre yeni sistem, modern üretim teknolojileri sayesinde daha karmaşık nesneleri dönüştürebilecek bir mekanizmaya evrilmiş durumda.

Araştırmacılar, kullanıcıların Y-zipper’ın fermuar sistemi kapatıldığında nasıl görüneceğini önceden simüle edebildiği bir 3B modelleme yazılımı da geliştirdi. Bu sistem sayesinde kullanıcılar şerit uzunluklarını, eğrilme yönünü ve açısını belirleyebiliyor; ayrıca nesnenin düz, bükülmüş, sarılmış ya da kıvrılmış halini tasarladıktan sonra 3B yazıcılarla plastik malzemelerden üretim yapabiliyor.

Deneylerde iki yaygın 3B baskı malzemesi de test edildi: polilaktik asit (PLA) ve termoplastik poliüretan (TPU). Yapılan mekanik testlerde PLA’nın daha yüksek yükleri taşıyabildiği, TPU’nun ise daha esnek ve şekil alabilir olduğu görüldü. Sistem ayrıca sürekli açılıp kapanma döngüsüne tabi tutuldu ve kırılmadan önce yaklaşık 18.000 döngüye dayanabildiği ölçüldü. Modelleme çalışmaları, içindeki elastik yapının büyük yüklerde gerilimi dağıtmada kritik rol oynadığını ortaya koydu.

Gelecekte uzay araştırmalarından afet bölgelerindeki barınaklara uzanan geniş bir kullanım alanına sahip olabilir

Y-zipper açıldığında üç kollu bir deniz canlısını andırırken, kapatıldığında çubuk benzeri sert bir yapıya dönüşüyor. Bu dönüşüm özelliği özellikle kamp ekipmanlarında önemli bir avantaj sağlıyor. Normalde tek kişinin bir çadırı kurması yaklaşık altı dakika sürerken, Y-zipper sayesinde bu sürenin iki dakikanın altına inebileceği öngörülüyor.

Tıbbi alanda yapılan bir deneyde ise Y-zipper bir bilek ateli etrafına sarılarak kullanıldı. Böylece sabit ve sert tıbbi ekipmanların gün içinde daha konforlu şekilde ayarlanabilmesi sağlandı. Robotik alanında ise dört ayaklı robotların bacaklarının uzunluğunu ihtiyaca göre değiştirebilmesi için kullanılabileceği, böylece engebeli arazilerde daha uyumlu hareket edebileceği ifade edildi.

Araştırma ekibi ayrıca Y-zipper ile sanatsal bir yerleştirme de geliştirdi. Mekanik bir çiçeği andıran bu yapı, motor yardımıyla açılıp kapanarak “çiçek açma” hareketini simüle etti.

Li, teknolojinin gelecekte uzay araştırmalarından afet bölgelerine kadar geniş bir kullanım alanına sahip olabileceğini belirtiyor. Buna göre Y-zipper, uzay görevlerinde örnek toplama kolları, acil durumlarda hızla kurulabilen barınaklar veya tıbbi çadırlar gibi yapılar için de önemli bir çözüm sunabilir.

Görsel: MIT