- Modificó el patrón de origami Miura-ori para crear una estructura capaz de soportar 10.000 veces su propio peso, con la que ganó el premio mayor ($25.000) en JIC 2025
- Tras más de 250 horas de diseño, plegado y pruebas de resistencia, ideó una estructura de refugio de emergencia de despliegue rápido para desastres
- En los experimentos obtuvo resultados que resistieron más de 200 libras de carga, y el jurado valoró muy positivamente su creatividad, rigor de ingeniería y capacidad de trabajo en equipo
- Aunque tiene 14 años, lleva alrededor de 6 años practicando origami como pasatiempo, y en 2024 empezó a explorar las propiedades físicas del origami más allá de la creación artística
- Demuestra el potencial de mejorar la relación resistencia-peso en estructuras plegables, con posibilidades de ampliarse en el futuro al desarrollo de estructuras de respuesta a desastres a escala real
Patrón Miura-ori y contexto de la investigación
- Miura-ori es un patrón de plegado inventado por el astrofísico japonés Koryo Miura; está compuesto por paralelogramos teselados y puede plegarse o desplegarse con un solo movimiento
- Es bien conocido en la ingeniería aeroespacial, y se ha utilizado en paneles solares de la NASA y en el satélite japonés Space Flyer Unit, lanzado en 1995
- Aunque el origami tiene siglos de historia, el interés serio en sus aplicaciones dentro de la ingeniería, medicina, matemáticas y arquitectura comenzó sobre todo a partir de la década de 1960
- Se ha aplicado al diseño de dispositivos biomédicos como stents y catéteres, así como a robots autoensamblables
Experimentos y hallazgos con el patrón Miura-ori
- Miles Wu, un estudiante de 14 años de Nueva York, descubrió que el papel doblado con el patrón de origami Miura-ori puede soportar 10.000 veces su propio peso
- En total dedicó más de 250 horas a diseñar, plegar y probar distintos patrones modificados
- Wu comenzó con el origami como pasatiempo hace unos 6 años, y desde 2024 empezó a explorar en investigación STEM las propiedades físicas del origami geométrico
- A raíz del impacto del huracán Helene en Florida y de los incendios forestales en el sur de California, concibió la idea de usar patrones de origami resistentes y plegables en refugios de emergencia
- Las estructuras de refugio existentes tienen el problema de que es difícil reunir al mismo tiempo solidez, facilidad de despliegue y eficiencia de costos
- Aprovechó la resistencia y capacidad de plegado del Miura-ori para imaginar su aplicación en refugios de emergencia
Proceso experimental y resultados
- Diseñó variantes del patrón Miura-ori con un programa de computadora, usando como variables la altura, el ancho y el ángulo de los paralelogramos
- Realizó un total de 108 pruebas al plegar por duplicado 54 patrones modificados con 3 tipos de papel: papel de copia, cartulina ligera y cartulina pesada
- Para mejorar la precisión del plegado utilizó una máquina de marcado
- Colocó patrones de 64 pulgadas cuadradas entre barandales separados por 5 pulgadas, y fue agregando peso hasta que se rompían
- Al principio esperaba que resistieran como máximo 50 libras, pero en realidad soportaron hasta 200 libras
- Como no bastaban los libros de texto y las sartenes de hierro que tenía en casa, tuvo que comprar pesas de ejercicio de 50 libras
- El patrón Miura-ori más resistente soportó más de 10.000 veces su propio peso
- "La misma proporción que si un taxi de Nueva York soportara el peso de más de 4.000 elefantes"
Premio y evaluación
- La investigación de Wu ganó el premio mayor (25.000 dólares) en el Thermo Fisher Scientific Junior Innovators Challenge 2025
- Es la competencia de mayor prestigio en el área STEM para estudiantes de secundaria básica en Estados Unidos, organizada por Society for Science desde 1999, y Wu fue elegido como el número 1 entre 30 finalistas
- El jurado dio importancia a la pasión personal y el potencial de contribución a la comunidad
- Wu recibió una alta valoración por convertir su afición de muchos años por el origami en un experimento de ingeniería estructural
- En el desafío por equipos aplicó principios de origami para fabricar una pieza de brazo de pinza en movimiento, mostrando creatividad, adaptabilidad y capacidad de colaboración
Análisis de expertos
- El ingeniero Glaucio H. Paulino, de la Universidad de Princeton, evaluó el proyecto como una "excelente exploración paramétrica que utiliza la geometría como propiedad estructural"
- Demostró que ajustar el tamaño de las celdas y el ángulo de plegado del Miura-ori puede mejorar de forma significativa la relación entre resistencia y peso
- Aun así, para implementar un refugio real se necesita trabajo adicional
- Al escalarlo hará falta una solución de origami con materiales más gruesos
- La resistencia del origami no se escala de manera lineal, y aparecen nuevas consideraciones como el diseño de articulaciones, las imperfecciones y el pandeo
- Un refugio real debe responder a cargas multidireccionales y requisitos de durabilidad, por lo que hace falta ir más allá de pruebas pequeñas de compresión e integrar arcos y sistemas a nivel estructural
Planes futuros
- Wu planea desarrollar un prototipo real de refugio curvando una sola pieza de Miura-ori en forma de arco, o combinando varias láminas de Miura-ori en una estructura rectangular o tipo tienda
- También prevé hacer pruebas adicionales de resistencia frente a fuerzas multidireccionales, no solo compresión lateral
- Espera explorar también la posibilidad de que distintos patrones de origami se utilicen en otros escenarios
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
Más que la expresión “14 años”, lo importante es que “empezó con el origami hace 6 años”
Esto es el resultado de experimentar y mejorar con pasión durante 6 años
Gracias a la plasticidad neuronal, la eficiencia del aprendizaje también es mucho mayor
Yo también aprendía mucho más rápido a los 15 que ahora a los 35
Haber estudiado a fondo el SO con Gentoo Linux en la preparatoria se volvió una gran base para mis conocimientos posteriores de ingeniería, física y matemáticas
Pero ahora aprender matemáticas avanzadas es bastante difícil
Él no creó un diseño nuevo, sino que midió de forma experimental una estructura ideada por el astrofísico japonés Miura-Ori
Es una investigación realmente genial, pero no estoy seguro de que el hecho de que una estructura de papel sea resistente a la compresión se conecte directamente con viviendas temporales para desastres
En una tienda de campaña la resistencia a la compresión no es lo importante, y el papel no es adecuado para exteriores
Probablemente el periodista enfatizó demasiado el punto de la respuesta ante desastres
Si cae mucha nieve, hay que levantarse en la noche a sacudirla
La clave es la escala (scale)
Una estructura que funciona bien a nivel de pulgadas colapsa cuando crece a nivel de pies
Esta estructura soporta una presión de unos 33 psi, pero la madera de balsa puede resistir más de 100 psi
Aun así, esta estructura concentra la presión en las esquinas
Me pregunto si podría usarse como núcleo de un compuesto de alta resistencia y bajo costo
Estructuras microscópicas agrupadas podrían funcionar como una forma biológica
Al final del artículo se resume bien por qué
Pero el solo hecho de intentarlo ya es un recorrido del 0.1% superior
Ahora apenas está en la etapa inicial de ese largo camino, y algún día esta experiencia dará fruto de otra forma
Hace tiempo corté la cubierta de un escritorio de IKEA, y por dentro estaba rellena de cartón corrugado
Era débil ante el esfuerzo cortante, pero suficiente para carga vertical
Eso sí, si se pierde la rigidez lateral, se rompe con facilidad
Esta estructura también parece fuerte en el eje Z, pero débil ante cargas laterales
Después de unos años tiende a pandearse
La mesa de comedor “SANDSBERG” de IKEA es mucho mejor porque tiene refuerzo metálico
Hace 3 meses ya hubo una discusión parecida
Enlace al hilo relacionado
Me pregunto si esta estructura mantendría sus propiedades de distribución de carga también en impresión 3D
Parece que permitiría fabricar piezas resistentes con poco material
Son los patrones de infill, y hay muchas variantes con distintas resistencias y propiedades
Me da curiosidad cuál sería el patrón ideal y cómo se podría hacer un refugio (shelter) con eso
Sería divertido intentar construir una casita de juego
Ver el artículo de Wikipedia sobre el pliegue Miura
Ver que una estructura así soporte tanto peso es realmente interesante
Me recordó al puente de Lego que hicieron dos ingenieros en Lego Masters
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Viéndolo en conjunto, tiene una forma como de cartón para huevos (egg carton)
Si un cartón vacío para huevos pesa 50 g, eso significaría que puede soportar 500 kg encima, así que impresiona bastante
Las estructuras triangulares siempre son la unidad básica de la resistencia