Remaja 14 Tahun Merancang Struktur Origami yang Mampu Menahan Beban 10.000 Kali Beratnya

• Dengan memodifikasi pola origami Miura-ori, ia membuat struktur yang mampu menopang beban 10.000 kali beratnya sendiri dan memenangkan hadiah utama ($25,000) di JIC 2025
• Selama lebih dari 250 jam, ia mengulang perancangan, pelipatan, dan uji kekuatan, lalu menggagas struktur tempat penampungan darurat yang bisa dikerahkan cepat saat bencana
• Dalam eksperimen, struktur itu mampu menahan beban lebih dari 200 pon, dan dewan juri menilai tinggi kreativitas, ketelitian rekayasa, dan kemampuan kolaborasi tim
• Meski baru berusia 14 tahun, ia sudah menjadikan origami sebagai hobi sejak sekitar 6 tahun lalu, dan pada 2024 mulai melampaui kreasi biasa untuk meneliti sifat fisik origami
• Temuan ini menunjukkan potensi peningkatan rasio kekuatan-terhadap-berat pada struktur lipat, dengan peluang untuk dikembangkan menjadi struktur penanganan bencana skala nyata di masa depan

---

Pola Miura-ori dan latar belakang riset

• Miura-ori adalah pola lipatan yang diciptakan astrofisikawan Jepang Koryo Miura, tersusun dari jajaran genjang yang ditesselasi dan dapat dilipat atau dibentangkan dalam satu gerakan
• Pola ini dikenal di bidang rekayasa dirgantara, dan pernah digunakan pada panel surya NASA maupun satelit Jepang Space Flyer Unit yang diluncurkan pada 1995
• Origami memiliki sejarah berabad-abad, tetapi minat serius terhadapnya di bidang teknik, kedokteran, matematika, dan arsitektur baru berkembang sejak 1960-an
  • Diterapkan pada perancangan perangkat biomedis seperti stent dan kateter, serta robot yang dapat merakit dirinya sendiri

Eksperimen dan temuan pada pola Miura-ori

• Siswa 14 tahun dari New York, Miles Wu, menemukan bahwa kertas yang dilipat dengan pola origami Miura-ori dapat menopang 10.000 kali beratnya sendiri
  • Ia menghabiskan total lebih dari 250 jam untuk merancang, melipat, dan menguji berbagai pola modifikasi
• Wu mulai menekuni origami sebagai hobi sekitar 6 tahun lalu, dan sejak 2024 mulai mengeksplorasi riset STEM tentang sifat fisik origami geometris
• Terinspirasi oleh pendaratan Hurricane Helene di Florida dan kebakaran hutan di California Selatan, ia menggagas ide memanfaatkan pola origami yang kuat dan bisa dilipat untuk tempat penampungan darurat
• Struktur penampungan yang ada saat ini menghadapi masalah karena sulit memenuhi tiga hal sekaligus: kokoh, mudah dikerahkan, dan hemat biaya
• Ia membayangkan penerapan kekuatan dan kemampuan lipat Miura-ori untuk tempat penampungan darurat

Proses eksperimen dan hasil

• Ia merancang pola modifikasi Miura-ori dengan program komputer, menggunakan tinggi, lebar, dan sudut jajaran genjang sebagai variabel
• Dengan 3 jenis kertas—kertas fotokopi, cardstock ringan, dan cardstock berat—ia melipat 54 pola modifikasi masing-masing 2 lembar, sehingga total dilakukan 108 eksperimen
• Untuk meningkatkan ketepatan lipatan, ia menggunakan mesin scoring
• Pola dengan luas permukaan 64 inci persegi diletakkan di antara guardrail berjarak 5 inci, lalu ditambah beban hingga rusak untuk diukur
• Awalnya ia memperkirakan struktur itu hanya mampu menahan hingga 50 pon, tetapi kenyataannya sanggup mencapai 200 pon
  • Buku pelajaran dan wajan besi cor di rumah tidak cukup, sehingga ia sampai harus membeli beban latihan 50 pon
• Pola Miura-ori terkuat mampu menopang lebih dari 10.000 kali beratnya sendiri
  • "Rasionya setara dengan satu taksi New York menopang berat lebih dari 4.000 gajah"

Penghargaan dan penilaian

• Riset Wu memenangkan hadiah utama (25 ribu dolar) pada 2025 Thermo Fisher Scientific Junior Innovators Challenge
  • Kompetisi ini adalah ajang STEM paling bergengsi untuk siswa sekolah menengah pertama di AS yang diselenggarakan Society for Science sejak 1999, dan Wu dipilih sebagai juara 1 dari 30 finalis
• Dewan juri menaruh perhatian besar pada gairah pribadi dan potensi kontribusi bagi komunitas
  • Wu mendapat penilaian tinggi karena mengembangkan hobi origami jangka panjangnya menjadi eksperimen rekayasa struktur
  • Dalam team challenge, ia menerapkan prinsip origami untuk membuat komponen lengan kepiting bergerak (crab arm), menunjukkan kreativitas, kemampuan beradaptasi, dan kemampuan kolaborasi

Analisis ahli

• Insinyur Princeton, Glaucio H. Paulino, menilai proyek ini sebagai "eksplorasi parametrik yang unggul dengan memanfaatkan geometri sebagai sifat struktural"
  • Ia menunjukkan bahwa dengan menyesuaikan ukuran sel dan sudut lipatan Miura-ori, rasio kekuatan terhadap berat dapat ditingkatkan secara signifikan
• Namun, masih diperlukan pekerjaan tambahan untuk mewujudkannya sebagai tempat penampungan nyata
  • Saat diperbesar skalanya, diperlukan solusi origami dengan material yang lebih tebal
  • Kekuatan origami tidak bertambah secara linear, dan akan muncul pertimbangan baru seperti desain sambungan, ketidaksempurnaan, dan buckling
  • Tempat penampungan nyata harus menghadapi beban multiarah dan kebutuhan daya tahan, sehingga dibutuhkan integrasi pada tingkat lengkungan dan sistem, melampaui uji kompresi skala kecil

Rencana selanjutnya

• Wu berencana mengembangkan prototipe tempat penampungan nyata dengan membengkokkan satu Miura-ori menjadi bentuk lengkung, atau menggabungkan beberapa lembar Miura-ori menjadi struktur persegi panjang atau berbentuk tenda
• Ia juga akan menguji kekuatan terhadap gaya multiarah, bukan hanya kompresi dari samping
• Ia berharap bisa mengeksplorasi kemungkinan bahwa berbagai pola origami dapat dimanfaatkan dalam skenario lain

[GN⁺]

Pendapat Hacker News

• Alih-alih ungkapan “14 tahun”, yang lebih penting adalah fakta bahwa ia sudah mulai menekuni origami sejak 6 tahun lalu
  Ini adalah hasil dari eksperimen dan perkembangan yang penuh semangat selama 6 tahun

  • “6 tahun” bagi anak-anak berarti waktu yang jauh lebih besar dibanding 6 tahun bagi orang dewasa
    Berkat neuroplastisitas, efisiensi belajar juga jauh lebih tinggi
    Saat usia 15 tahun, aku juga belajar jauh lebih cepat dibanding sekarang di usia 35 tahun
    Mempelajari OS secara mendalam lewat Gentoo Linux saat SMA menjadi landasan besar bagi pengetahuan teknik, fisika, dan matematika setelahnya
    Namun sekarang, mempelajari matematika tingkat lanjut adalah hal yang cukup berat
  • Semoga orang tidak terlalu terpaku pada kata “dilipat”
    Ia bukan menciptakan desain baru, melainkan mengukur secara eksperimental struktur yang dirancang oleh astrofisikawan Jepang Miura-Ori
  • Daripada fokus pada usia, tingkat keterlibatan seperti ini mungkin lebih berkaitan dengan karakteristik spektrum autisme

• Penelitiannya memang sangat keren, tetapi aku tidak yakin bahwa kuatnya struktur kertas terhadap kompresi langsung berkaitan dengan hunian sementara untuk bencana
  Tenda tidak bergantung pada kekuatan kompresi, dan kertas tidak cocok untuk lingkungan luar ruang
  Mungkin jurnalisnya terlalu menekankan poin respons bencana

  • Faktanya, kebanyakan tenda lemah terhadap kompresi kecuali memang dirancang agar salju tidak menumpuk
    Kalau turun salju lebat, kita harus bangun di tengah malam untuk menyingkirkan saljunya

• Kuncinya adalah skala (scale)
  Struktur yang bekerja baik pada ukuran inci bisa runtuh saat diperbesar ke ukuran kaki
  Struktur ini mampu menahan tekanan sekitar 33psi, tetapi kayu balsa bisa menahan lebih dari 100psi
  Namun, struktur ini memusatkan tekanan pada sudut-sudutnya
  Aku penasaran apakah ini bisa dipakai sebagai core material komposit berkekuatan tinggi yang murah

  • Kalau begitu, apakah jika dibuat lebih kecil kekuatannya akan meningkat?
    Struktur mikro yang berkumpul mungkin bisa bekerja seperti bentuk biologis
  • Kegunaan praktis langsungnya memang belum ada
    Bagian akhir artikel merangkum alasannya dengan baik
    Tetapi upaya seperti ini sendiri sudah merupakan perjalanan di level 0,1% teratas
    Sekarang ini baru tahap awal dari perjalanan panjang itu, dan suatu hari nanti pengalaman ini akan berbuah dalam bentuk lain

• Dulu aku pernah memotong permukaan meja IKEA, dan bagian dalamnya ternyata diisi karton bergelombang
  Itu lemah terhadap gaya geser, tetapi cukup untuk beban vertikal
  Namun, kalau kekakuan sisi-sisinya hilang, benda itu mudah hancur
  Struktur ini juga tampaknya kuat pada sumbu Z, tetapi lemah terhadap beban lateral

  • Kebanyakan pintu hollow-core di rumah juga dibuat dengan cara yang sama
  • Struktur seperti ini kurang cocok untuk meja
    Setelah beberapa tahun, mudah melengkung
    Meja makan IKEA “SANDSBERG” jauh lebih baik karena diperkuat dengan logam

• Ada diskusi serupa juga 3 bulan lalu
  Tautan thread terkait

  • Singkatnya, itu adalah artikel tentang “remaja 14 tahun memenangkan 25 ribu dolar dengan struktur origami dari kertas yang mampu menahan 10 ribu kali beratnya sendiri”

• Aku penasaran apakah struktur ini tetap mempertahankan sifat distribusi beban saat digunakan dalam 3D printing
  Rasanya ini bisa memungkinkan pembuatan komponen kuat dengan material yang sedikit

  • Konsep seperti itu sebenarnya sudah ada
    Yaitu pola infill, dan sudah ada berbagai variasi dengan kekuatan serta karakteristik yang berbeda

• Aku penasaran pola idealnya seperti apa, dan bagaimana membuat shelter dengan itu
  Rasanya akan seru kalau mencoba membuat rumah bermain

  • Desain seperti ini paling mudah diterapkan sebagai lapisan tengah karton bergelombang
    Lihat dokumen wiki Miura fold

• Menarik sekali melihat struktur seperti ini mampu menahan beban sebesar itu
  Ini mengingatkanku pada jembatan Lego yang dibuat dua insinyur di Lego Masters
  Video terkait

  • Tetapi di daerahku, videonya geo-blocked, jadi aku tidak bisa menontonnya

• Secara keseluruhan, bentuknya mirip wadah telur (egg carton)
  Jika wadah telur kosong berbobot 50g, lalu bisa menahan 500kg di atasnya, itu cukup mengesankan

• Struktur segitiga selalu menjadi unit dasar kekuatan