Development of the methodology of form design based on combinatorial rigidity theory

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K12868
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Design science
• Research Institution: Osaka City University (2018-2019); Tokyo Institute of Technology (2017)
• Principal Investigator: Kobayashi Yuki 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (70756668)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 組合せ剛性理論 / 形態デザイン / グラフ剛性 / ブレース追加問題 / 多面体 / 折り畳み / 剛体折り

Outline of Final Research Achievements

We have developed a method for making a flat foldable solid called Coxeter's regular skew polyhedron a rigid body. Furthermore, we have shown that the flexible solid of Overvelde et al. can be made rigid by the same method.
We also proposed a morphology generation method for structures called the bar-joint framework. We presented a model created by the proposed method as a traditional Finnish craft called Himmeli.

Free Research Field

デザイン科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

組合せ剛性理論，グラフ剛性に関する理論研究は広く行われているものの，建築空間を想定した形態デザインに応用し，形態生成手法を開発したことは学術的に画期的である．従来手法とは異なる方法で，立体が剛になることを直感的に示すことにも成功した．
さらに，伝統的な工芸品として知られているヒンメリを提案手法により作成した作品を発表することにより，一般および専門家の人々に知ってもらう機会を作り，研究の広がりに寄与できた．