Команда создает модульного робота непрерывного действия на основе оригами

Особенность от 9 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Ингрид Фаделли, Tech Xplore

В последние годы робототехники создают все больше автономных систем, основанных на различных структурах и конструкциях. Среди них модульные роботы, состоящие из различных элементов или «модулей», которые можно переконфигурировать для более эффективного выполнения конкретных задач.

Оригами, азиатское искусство складывания бумаги для создания декоративных трехмерных фигур, может стать ценным источником вдохновения для создания модульных роботизированных конструкций. Это связано с тем, что он предлагает заранее определенные модели и шаблоны, с помощью которых 2D-листы материалов можно превратить в сложные 3D-структуры с различными механическими свойствами.

Исследователи из Университета Гуанчжоу, Университета Яньшань и других университетов Китая недавно создали нового модульного робота непрерывного действия, построенного из серии трубок на основе особой складки оригами, известной как складка Миура. Этот робот, представленный в предварительной статье, опубликованной на SSRN, может сжиматься и сгибаться по определенным шаблонам для выполнения различных задач.

«Сгибание плоского листа по определенному рисунку складок может привести к образованию трехмерной трубки оригами, которая, как доказано, демонстрирует уникальные механические свойства и имеет широкое инженерное применение», — рассказали Tech Xplore Цзюньфэн Хэ, Гуйлин Вэнь и их коллеги. «В этом исследовании была разработана трубка оригами на основе Миуры и проанализированы ее условия точного круглого закрытия и механические свойства, что показало, что трубка оригами имеет программируемые характеристики жесткости».

Складка Миура — это узор оригами, в результате которого плоская поверхность складывается в структуру меньшей площади. Это сложение использовалось для создания различных технологий, которые могут извлечь выгоду из этого изменения формы, в том числе больших солнечных панелей для спутников, которые можно запускать в сложенном виде, а затем распространять в космосе.

В рамках своего исследования Хэ, Вен и их коллеги использовали эту складку для создания гибких трубок, которые затем послужили основой их робота. Эти трубки основаны на листе поливинилхлорида (ПВХ), прочного материала, который иногда используется для создания медицинских устройств, труб и изоляции кабелей.

Этот материал имеет ряд преимуществ, включая гибкость и высокую устойчивость при изгибе или сжатии. В результате трубы, служащие основой модульного робота, стали гибкими и их можно сгибать, сжимать и скручивать, не ломая.

Чтобы оценить жизнеспособность своей конструкции и надежность структур оригами, на которых она основана, исследователи создали прототип робота, сделанный из трех гибких трубчатых модулей. Этот робот может как складываться сам по себе, чтобы уменьшить свои размеры, так и наклоняться в сторону.