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Research

Overview

Our research spans from fundamental mechanics to engineering applications in space structures, including sounding rockets and scientific satellites. We develop mechanical metamaterials—architected structures with unconventional mechanical properties—and explore their use in next-generation space systems.

基礎的な力学の研究から、観測ロケットや科学衛星の構造への応用まで幅広くカバーしています。折り紙に基づく構造を中心に、革新的な機械的特性を持つメタマテリアルを開発し、次世代の宇宙システムへの応用を目指しています。

Topic 1: Wave Dynamics in Mechanical Metamaterials

Abstract

We study linear and nonlinear wave propagation in mechanical systems. Origami-based metamaterials—such as 1D chains of folded cylindrical shells—exhibit unique wave behaviors including rarefaction solitary waves that travel faster than compressive waves. These properties have direct applications in impact mitigation for spacecraft landing legs, reusable rockets, and drone protection structures.

折り紙メタマテリアル（折り畳み円筒構造の1次元チェーンなど）における線形・非線形波動伝搬を研究しています。圧縮波より速く伝播する孤立波といった特異な波動挙動を示し、着陸脚・再利用ロケットなどへの衝撃緩和応用が期待されます。

Keywords: Solitary waves, Rarefaction waves, Transition waves, Impact mitigation, Nonlinear dynamics

Topic 2: Fabrication of Mechanical Metamaterials via Additive Manufacturing

Abstract

We fabricate origami-based mechanical metamaterials using metal additive manufacturing (laser powder bed fusion). By printing aluminum alloy (AlSi10Mg) prototypes, we characterize their structural performance through compression and impact testing.

金属3Dプリンター（レーザー粉末床溶融結合法）を用いて、折り紙に基づく機械的メタマテリアルを造形しています。アルミ合金（AlSi10Mg）製プロトタイプの圧縮・衝撃試験により構造性能を評価しています。

Keywords: Additive manufacturing, Laser powder bed fusion, AlSi10Mg, Tachi-Miura Polyhedron, Energy absorption, Mechanical metamaterials