TX: ученые создали нового модульного робота, построенного из серии труб на основе складки оригами

В последние годы специалисты в области робототехники разработали все больше автономных систем, которые основаны на различных структурах и конструкциях.

Одним из таких примеров являются модульные роботы, состоящие из различных элементов, или "модулей", которые могут быть переупорядочены, чтобы более эффективно выполнять конкретные задачи.

Вдохновение для создания модульных роботизированных конструкций можно черпать из оригами - азиатского искусства складывания бумаги для создания трехмерных декоративных форм. Оригами предлагает готовые модели и узоры, посредством которых плоские материалы могут быть преобразованы в сложные трехмерные структуры с разнообразными механическими свойствами. Информация об этом размещена в журнале Tech Xplore.

Исследователи из Университета Гуанчжоу, Университета Яньшань и других китайских университетов недавно разработали нового модульного робота с непрерывной структурой, построенной из серии трубок, основанной на определенной оригами-складке, известной как складка Миура. Этот робот, описанный в предварительной публикации, опубликованной на SSRN, может сокращаться и гнуться в соответствии с определенными шаблонами для решения различных задач.

"Складывание плоского листа под определенным рисунком сгиба может образовывать трехмерную трубку оригами, которая, как было доказано, обладает уникальными механическими свойствами и имеет широкие инженерные применения", - заявляют ученые. "В этом исследовании разработана трубка оригами из миуры, и анализируются ее точное состояние кругового закрытия и механические свойства, что показывает, что трубка оригами имеет программируемые характеристики жесткости".

Складка Миура - это оригами-техника, которая позволяет складывать плоскую поверхность в компактную конструкцию. Эта складка нашла применение в различных технологиях, которые могут извлечь выгоду из изменения формы, включая использование в больших солнечных панелях для космических спутников. Эти панели могут быть сложены во время запуска и развернуты в космосе.

В рамках своего исследования специалисты применили эту складку для создания гибких трубок, которые послужили основой для их робота. Для изготовления этих трубок использовался поливинилхлорид (ПВХ) - прочный материал, который иногда применяется в медицинских устройствах, трубах и кабельных изоляциях.

Этот материал обладает несколькими выгодными характеристиками, включая гибкость и высокую устойчивость к изгибу и сжатию. В результате трубки, которые являются основой модульного робота, обладают гибкостью и могут быть согнуты, сжаты и скручены без разрыва.

Для оценки жизнеспособности конструкции и прочности оригами-структур, на которых они основаны, исследователи создали прототип робота, состоящего из трех гибких трубчатых модулей. Этот робот способен свернуться, чтобы уменьшить свой размер, а также сгибаться в разные стороны.

"Три отдельных стальных провода управляют каждым модулем для достижения независимого сжатия или изгиба", - объяснили ученые в своей статье. "Единая установка стальных проволочных двигателей на основании делает робота легким, взаимосвязанным внутренним пространством, высокой масштабируемостью и гибким позвоночником".

Специалисты провели серию экспериментов для оценки прототипа и обнаружили его успешную способность выполнения двух различных задач. Первая задача заключалась в соединении его с основанием в узком пространстве, а вторая требовала установки магнитного захвата в верхней части конструкции для захвата и подъема объектов.

В будущем эта новая модульная оригами-конструкция может быть использована для создания других роботов, способных эффективно решать различные реальные задачи. Кроме того, исследования этой команды могут вдохновить на разработку других гибких оригами-структур, которые могут послужить основой для других роботизированных систем.

0 комментариев