2016年，在环法自行车赛(Tour de France)上，一个充气拱门因漏气而倒在一名骑自行车的人身上，造成了严重破坏，把他从自行车上抛了下来，比赛推迟，而官员们则忙于清理道路上的碎片。官方将拱门倒塌归咎于一名过路观众的皮带扣，但真正的罪魁祸首是物理学。
今天的充气结构，从战地医院到体育场馆，都是单稳态的，这意味着它们需要持续的压力输入来保持其充气状态。失去这种压力，结构就会回到它唯一稳定的形状-平面。
但如果这些结构有不止一种稳定态呢?如果拱门在膨胀的时候和在地面上是平的时候一样稳定呢?
现在，哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员受到折纸的启发，开发出了双稳态充气结构。
这项研究发表在 自然。
SEAS应用力学的William and Ami Kuan Danoff教授、该论文的资深作者Katia Bertoldi说:“这项研究为新一代稳定、大规模的充气系统提供了直接途径，该系统在部署后可以锁定位置，不需要持续压力。”
受折纸艺术的启发和几何学的指导，研究团队开发了一个三角形积木库，可以弹出或折叠平，并结合在不同的配置，以建立封闭的，多稳定的形状。
“我们依赖这些构件的几何形状,而不是材料特性,这意味着我们可以使这些构建块的任何材料,包括便宜的可回收材料,”本杰明Gorissen说,在材料科学与机械工程助理海洋和co-first该论文的作者之一。
把他们的设计过程带到现实世界中，研究人员用厚塑料板设计并建造了一个8英尺乘4英尺的充气避难所。
“你可以想象这些避难所是作为灾区应急响应的一部分部署的，”该研究的博士生、论文的共同第一作者戴维·梅兰康(David Melancon)说。“它们可以平堆放在卡车上，你只需要一个压力源就可以给它们充气。充气后，就可以移除压力源，转移到下一个帐篷。”
这个避难所可以由一到两个人来搭建，而现在的战地医院需要十几个人来搭建。
这些折纸结构的构建块可以混合和匹配创建任何形状或大小的结构。研究人员还建造了一系列其他结构，包括拱门、伸缩臂和宝塔式结构。研究人员还设计了两种以上稳定形状的形状。
设计研究生院皮尔斯·安德森设计工程讲师、论文合著者查克·霍伯曼(Chuck Hoberman)表示:“我们已经开启了一个前所未有的大型充气结构设计空间，这种结构可以平折并保持其展开形状，而不会出现灾难性破裂的风险。”“通过使用充气、可逆驱动来实现硬壁结构外壳，我们看到了重要的应用，不仅在地球上，而且可能作为月球或火星探索的栖息地。”
