结每天都有各种各样的用途。它们确保了室内和室外活动(如划船或航海)的安全，被用作外科手术缝合线，作为装饰，甚至可以在自然界的纳米尺度上找到它们，例如在DNA分子中。
弹性结是指那些在没有摩擦的情况下弹回原来形状的结。有一种是开着的弹性结，用一根带两头的金属丝系成一条直线;还有一种是闭着的弹性结，用用来系绳的金属丝的两端系在一起。它们往往会弹回弯曲的形状。
洛桑联邦理工学院几何计算实验室的研究人员在马克·保利教授的带领下，与加拿大和美国的同事们一起，专注于闭合结，发现了数千种新的可变形结，其中包括三种新颖的形状，普通的8字形结可以假设，这是迄今为止科学文献记载的数量的两倍。
研究结果发表在《ACM图形学汇刊》上。
为了获得这些发现，该团队首先开发了一种计算管道，将随机空间采样和物理模拟相结合，以有效地找到弹性结的稳定平衡状态。利用结理论的结果，他们在数千种不同的拓扑结类型上运行了他们的管道，以创建一个广泛的多稳定结数据集。
“通过对这些数据进行一系列筛选，我们发现了具有有趣物理特性和美丽几何形状的新型可变形结，”论文《多稳定弹性结的计算探索》的第一作者Michele Vidulis博士助理解释说。
“这种丰富的迷人形状可以通过简单地打结一根弹性线来创造，我们注意到这些看似简单的物体有时会呈现出数十甚至数百种不同的稳定形状。我们发现的新奇几何图案有时令人惊讶。例如，我们发现大多数(但不是全部)弹性结的首选形状是平坦的和平面的，而很少有弹性结具有三维形状。”
研究小组对不同类型的结进行了进一步的分析，揭示了新的几何和拓扑模式，这些模式具有先前表列结类型中未见的建设性原则，展示了如何使用多稳定弹性结来设计新结构。
“根据我们的研究，我们可以看到弹性结在自展开结构的设计过程中被使用，比如弹出式帐篷或轻型紧急避难所。新的超材料可以设计成结合几个弹性打结元素来构建具有复杂机械行为的网络，”Vidulis解释说。
该团队还创造了一些有趣的娱乐谜题，挑战是变形一个弹性结，并手动找到一些有趣的几何形状，这些几何形状是他们用算法计算出来的。
与这些新发现一样令人满意的是，Vidulis和他的团队相信，这项工作为其他几个潜在的新研究方向开辟了道路。
“我们想探索自展开结构的设计，并考虑将弹性杆与织物材料相结合。此外，尽管模拟了数千种不同的绳结，但我们的探索只触及了数百万已知绳结的表面。我们还计划研究更复杂的打结系统，其中单个组件相互缠绕的方式可能会产生新的机械性能，”他总结道。
