امکان‌سنجی طراحی و ساخت پوسته پاسخگو مبتنی بر رباتیک نرم جهت واکنش به نور روز

صحتی, مجید; رحیمی, روح اله; قلی‌پور گشنیانی, مصطفی

doi:10.48311/bsnt.2026.121855.82957

امکان‌سنجی طراحی و ساخت پوسته پاسخگو مبتنی بر رباتیک نرم جهت واکنش به نور روز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مجید صحتی ¹

روح اله رحیمی ²

مصطفی قلی‌پور گشنیانی ¹

¹ گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

² دانشیار گروه معماری دانشکده هنر و معماری دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

10.48311/bsnt.2026.121855.82957

چکیده

اهداف: پژوهش حاضر با هدف امکان‌سنجی به‌کارگیری فناوری رباتیک نرم در طراحی پوسته‌های پاسخگوی معماری انجام شده است. تمرکز مطالعه بر بررسی قابلیت ادغام یک هندسه تاشو الهام‌گرفته از اوریگامی با محرک نرم پنوماتیک سیلیکونی به‌منظور ایجاد رفتاری باز و بسته‌شونده، تدریجی و تطبیق‌پذیر در پاسخ به نور روز است.
روش‌ها: این پژوهش با روش ترکیبی شامل تحلیل نظری و آزمایش تجربی انجام شد. در بخش نظری، ادبیات مرتبط با پوسته‌های پاسخگو، اوریگامی و رباتیک نرم بررسی شد و بر این اساس یک مدل مفهومی برای پوسته طراحی گردید. در بخش تجربی، نمونه اولیه‌ای در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از مدل‌سازی سه‌بعدی، ساخت قالب، و ریخته‌گری سیلیکون برای تولید محرک رباتیک نرم ساخته شد. سامانه کنترل شامل میکروکنترلر آردوینو، سنسور نور، و منبع هوای فشرده بود و عملکرد نمونه تحت تابش کنترل‌شده نور شبیه‌سازی‌شده مورد آزمون قرار گرفت.
یافته‌ها: ترکیب اوریگامی با رباتیک نرم، امکان ایجاد تغییر شکل تدریجی و کنترل‌پذیر بین حالت‌های باز و بسته را فراهم می‌کند. نمونه ساخته‌شده توانست در پاسخ به تغییر شدت نور، رفتاری منعطف و از خود نشان دهد. همچنین مشاهده شد که تنظیم فشار هوا و ویژگی‌های جداره سیلیکونی بر دامنه حرکت پوسته و در پاسخ به نور روز اثرگذار است.
نتیجه‌گیری: استفاده از رباتیک نرم در ترکیب با هندسه‌های اوریگامی‌، ظرفیت قابل‌توجهی برای توسعه پوسته‌های پاسخگوی دارد. اگرچه نتایج در سطح نمونه اولیه آزمایشگاهی و امکان‌سنجی قابل تفسیر است، اما این رویکرد می‌تواند زمینه‌ساز توسعه سامانه‌های سبک، تطبیق‌پذیر و کم‌مصرف برای کنترل نور روز باشد.

کلیدواژه‌ها

پوسته پاسخگو

معماری سرآمد

پایداری

معماری دیجیتال

نور روز

معماری معاصر ایران

فناوری های نوین معماری

موضوعات

ابراهیم پور عبدالسلام، کریمی واحد یوسف. روش های مناسب بهینه سازی مصرف انرژی در یک ساختمان دانشگاهی در تبریز. مهندسی مکانیک مدرس 1391؛12(4):91-104. https://sid.ir/paper/178600/fa

اخلاقی محمدمهدی، کامران کسمایی حدیثه. بررسی روش های صرفه جویی انرژی در ساختمان های مسکونی سبز. معماری شناسی 1399؛3(17). https://sid.ir/paper/526941/fa

بردباری محمدجواد، رستگار محمد، سیفی علیرضا. آنالیز بهره وری انرژی با درنظرگرفتن عدم قطعیت در ساختمان ها. مهندسی برق (دانشکده فنی دانشگاه تبریز) 1399؛ 50(3 (پیاپی 93) ):1047-1059. https://sid.ir/paper/963537/fa

بردباری محمدجواد، رستگار محمد، سیفی علیرضا. بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان با درنظرگرفتن عدم قطعیت ها. مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی). 1399؛10(2 ):26-39. https://sid.ir/paper/375599/fa

تابان محسن، پورجعفر محمدرضا، بمانیان محمدرضا، حیدری شاهین. تعیین الگوی بهینه حیاط مرکزی در مسکن سنتی دزفول با تکیه بر تحلیل سایه دریافتی سطوح مختلف حیاط. باغ نظر. ۱۳۹۳؛۱۰(۲۷): ۳۹-۴۸. http://www.bagh-sj.com/article_3966.html

تدین کیا، مهدوی نژاد محمدجواد، شاهچراغی آزاده. کاربرد الگوریتم‌های ریاضی پیشرفته در یکپارچه‌سازی فرآیند طراحی معماری. معماری و شهرسازی پایدار. ۱۴۰۰; ۹(۱): ۱-۱۲. https://jsaud.sru.ac.ir/article_1454.html

ثابت قدم زهرا، عالمی بابک، صادقپور امیرحسین، پاچناری علیرضا. بهینه سازی فرم ستون های خرپایی با الهام از ساختار مارپیچ در استخوان. معماری و شهرسازی ایران 1397؛9(16 ):157-168. https://sid.ir/paper/250921/fa

حاتمی افشار، ساسانپور فرزانه، زیپارو آلبرتو، سلیمانی محمد. شهر هوشمند پایدار: مفاهیم، ابعاد و شاخص‌ها. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 1400؛ 21(60): 315-339. https://jgs.khu.ac.ir/article-1-3122-fa.html

حیدری مهدی، عبداله زاده صفورا، لیتکوهی ساناز، نصرالهی نازنین. مدلسازی الگوی بهینه جنگلکاری شهری با رویکرد کاهش مصرف انرژی در ساختمان. مجله جنگل ایران 1394؛7(2):257-270. https://sid.ir/paper/123240/fa

خاتمی سیدمهدی. واکاوی چالش های هویت نماهای ساختمانی و نقش گروه‌های موثر در شکل‌گیری آن در شهر تهران. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۴۰۱; ۱۲(۳):۷۸-۶۳. https://bsnt.modares.ac.ir/article-2-59751-fa.html

خداکرمی جمال، قبادی پریسا. بهینه سازی مصرف انرژی در یک ساختمان اداری مجهز به سیستم مدیریت هوشمند. مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی) 1395؛6(2):12-23. https://sid.ir/paper/223817/fa

رایمند شاداب. بررسی اثرگذاری معماری زیستگرا بر شکل گیری گفتمان نوین معماری. شباک 1398؛5(7 (پیاپی 46) ):165-172. https://sid.ir/paper/524585/fa

رهبر مرتضی، مهدوی نژاد محمدجواد، بمانیان محمدرضا، دوائی مرکزی امیرحسین. تبیین پارامترهای پایداری محیطی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی. معماری و شهرسازی پایدار. ۱۳۹۸؛ ۷(۲): ۱۶۹-۱۸۲. https://jsaud.sru.ac.ir/article_1264.html

زمردیان زهراسادات، احمدی سلیمانی سیده مطهره، اشراقی پگاه، میردامادی مائده سادات. بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان های آموزشی نمونه موردی: دانشگاه شهید بهشتی. صفه[Internet]. 1401؛32(98 ):49-65. https://sid.ir/paper/1036482/fa

ستایش زاده احمدرضا، موسوی شاکر سیدهادی، بروایه امید، کاظم زاده رائف محمدعلی، میردریکوندی صبا. امکان سنجی پیدایش معماری التقاطی متاثر از معماری اقلیمی سنتی ایران و معماری سبز غرب. شباک 1399؛6(5 (پیاپی 56) ):181-194. https://sid.ir/paper/526551/fa

طیبی چهره فرانک، کامران کسمایی حدیثه. تاثیر نقش انرژی خورشید بر ساختمان های اداری شمال شهر تهران با هدف کاهش مصرف انرژی. معماری شناسی. 1399؛ 3(16):0-0. https://sid.ir/paper/527465/fa

علیجانی بهلول، سلیقه محمد، شفائی گیگلو صابر. نقش انرژی خورشید در توسعه پایدار شهر تهران (مطالعه موردی: ساختمان مسکونی). جغرافیا 1397؛16(59 ):38-55. https://sid.ir/paper/379010/fa

غیاثی محمدایمان، علی اکبرگلکار مسعود، حاجی زاده امین. طراحی مدیریت انرژی هوشمند در ساختمان با انرژی صفر با حضور منابع تجدیدپذیر و خودروهای برقی متصل به شبکه. کیفیت و بهره وری در صنعت برق ایران. 1394؛4(7):24-32. https://sid.ir/paper/489007/fa

غیایی محمدمهدی، حسین پورحجار علی. رابطه مصرف انرژی و نسبت بازشو در ساختمان های بلند مرتبه اداری. معماری و شهرسازی پایدار 1393؛2(1 ):57-69. https://sid.ir/paper/265500/fa

فتحعلیان افشین، کارگر شریف آباد هادی. بررسی تاثیر راهکارهای مختلف بهینه سازی انرژی در رده بندی انرژی ساختمان به وسیله نرم افزار دیزاین بیلدر (مطالعه موردی: ساختمان اداری). علوم و تکنولوژی محیط زیست. 1399؛22(7 (پیاپی 98) ):199-214. https://sid.ir/paper/390217/fa

کاظمی پوران بدر سمانه، دانشجو فرهاد، معصومی حقیقی علی، شایانفر محسنعلی. بررسی تاثیر سیستم مدیریت ساختمان و عایق سازی در کاهش مصرف انرژی با استفاده از تحلیل انرژی ساختمان های مسکونی. مهندسی سازه و ساخت. 1399؛7(2 ):5-23. https://sid.ir/paper/390692/fa

کشتکاران پری ناز، موحد خسرو، برزگرمروستی زهرا. کاهش مصرف انرژی در ساختمان به وسیله بهینه سازی جدار سقف (نمونه موردی: ساختمان مسکونی سه طبقه در شهر شیراز). علوم و تکنولوژی محیط زیست 1401؛24(3 (پیاپی 118) ):205-220. https://sid.ir/paper/1064655/fa

کمالی ایمان، شمسایی زفرقندی فتح اله، مهرنژاد پیمان. طراحی ساختمان هوشمند با حداکثر تاب آوری با توجه به مدیریت انرژی ( مطالعه موردی: ساختمان مسکونی پنج طبقه واقع در کلان شهر تهران ). شهر ایمن 1398؛2(6 ). https://sid.ir/paper/515896/fa

گلکار سعید، یوسفی حسین، صالحی محمد، فتحی امیرحسین، آزادی خاطره. تأثیر اقلیم بر میزان مصرف انرژی در بخش گرمایش و سرمایش ساختمان. اکوهیدرولوژی 1401؛9(3 ):691-703. https://sid.ir/paper/1060124/fa

گیاه چی سعید، حسینی سیدعظیم، اخباری مهدیه، صفا ابراهیم، اکبرپور عباس. ارزیابی بهینه سازی بهره وری انرژی بر اساس تحلیل انرژی چرخه عمر ساختمان (مطالعه موردی؛ یک ساختمان آموزشی در شهر تهران). مهندسی سازه و ساخت. 1401؛9(11 ):50-76. https://doi.org/10.22065/jsce.2022.325364.2696

محرمی مهدی، خداوردی پریسا، عباسی یونس، سهرابی افسانه. مروری بر تاثیر تغییر المان های ساختمانی بربهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی. عمران و پروژه 1398؛1(1 ):91-113. https://sid.ir/paper/514766/fa

محمودی زرندی مهناز، پاکاری ندا. طراحی جزئیات مناسب بام سبز برای کاهش مصرف انرژی ساختمان. معماری و شهرسازی آرمان شهر. 1392؛5(11):141-151. https://sid.ir/paper/512702/fa

مولایی محمدمهدی، پیله چی ها پیمان، شادانفر عطیه. بهینه سازی تناسبات بازشو و جبهه نورگیری با رویکرد کاهش مصرف انرژی در ساختمان های اداری. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۸؛ ۹(۲): ۱۲۳-۱۱۷. http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-34001-fa.html

مهدوی نژاد محمدجواد. تبیین الگوی انرژی دوستی در ساختمان ها بر اساس رفتار حرارتی انواع بام ها. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۲؛۳(۲):۴۲-۳۵. http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-7709-fa.html

مهدوی نژاد محمدجواد، ارباب مژگان، ارباب مریم. استفاده از الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی چندهدفه لوورهای خارجی در ساختمان‌های اداری. نشریه علمی اندیشه معماری. ۱۳۹۸؛ ۳(۵): ۲۱۴-۲۳۵. https://at.journals.ikiu.ac.ir/article_1795.html

مهدوی نژاد محمدجواد، رفالیان غزل. کاربرد الگوی مقداری در همسازی معماری و سازه. معماری و شهرسازی ایران. ۱۳۹۰؛۲(۱):۶۱-۶۸. https://www.isau.ir/article_61940.html

مهدوی نژاد محمدجواد، مطور سها. کیفیت نورگیرها درگنبـدهای ایـرانی (با رویکرد به مسائل سازه‎ای گنبد). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۱؛۲(۲):۴۲-۳۱. https://bsnt.modares.ac.ir/article-2-3310-fa.html

مهدوی‌نژاد محمدجواد. رویکرد طراحی- مبنا به مصرف هوشمندانه انرژی در نظریه معماری سرآمد. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۹؛ ۱۰(۲): ۷۵-۸۳. http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-41547-fa.html

مهلب فرزانه، شفیع پور مجید. تاثیر بهینه سازی مصرف انرژی در کیفیت هوای داخل ساختمان (مطالعه موردی: ساختمان آموزشی). محیط شناسی. 1393؛40(4):1011-1021. https://sid.ir/paper/500626/fa

نصرالهی فرشاد، قلیجی فرشته. بررسی اثر آتریوم بر مصرف انرژی در ساختمان اداری استان قزوین. شبا. 1398؛5(2 (پیاپی 41)):29-36. https://sid.ir/paper/524807/fa

نصیرزاده الناز، شفیعی محمد. بررسی رویکرد ساختمان سبز و سازگار با محیط زیست در طراحی ساختمان های اداری جهت بهینه سازی و ذخیره از انرژی. معماری شناسی 1397؛1(6 ):0-0 https://sid.ir/paper/520904/fa

نوروزیان نرگس. الگوی بومی سازی شده برای ارزیابی کارایی انرژی در ساختمان های شهر تهران. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۵؛۶(۳):۷۴-۶۳. http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-12206-fa.html

هادیان پور محمد، مهدوی نژاد محمدجواد، بمانیان محمدرضا، حق شناس محمد. ظرفیت‌سنجی به‌کارگیری پوسته‌های دوجداره در طراحی معماری اقلیم گرم و خشک ایران به منظور کاهش مصرف انرژی (نمونه موردی شهر یزد). نشریه هنرهای زیبا – معماری و شهرسازی، ۱۳۹۳؛۱۹(۳): ۳۸-۲۹. https://jfaup.ut.ac.ir/article_55401.html

هنرور جمال الدین، حقیقی سعید. بررسی تکنولوژی ساختمان های هوشمند با تأکید بر استفاده از فناوری های نوین معماری در کاهش انرژی ساختمان. شباک. 1400؛ 7(2 (پیاپی 59) ):39-52. https://sid.ir/paper/967053/fa