Теперь, команда исследователей из Школы Джона А. Полсона Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ) разработала мягкий робот, который использует те те же самые принципы передвижения, чтобы сползать без любых твердых компонентов. Мягкие автоматизированные весы сделаны, используя kirigami – древнее японское бумажное ремесло, которое полагается на сокращения, а не сгибы оригами, чтобы изменить свойства материала. Поскольку робот простирается, квартира kirigami поверхность преобразована в 3D текстурированную поверхность, которая захватывает землю точно так же, как змеиная кожа.
Исследование издано в Научной Робототехнике.«Было большое исследование в последние годы того, как изготовить эти виды morphable, поддающихся растягиванию структур», сказал Ахмад Рафсанджани, постдокторант в МОРЯХ и первый автор статьи. «Мы показали, что kirigami принципы могут быть интегрированы в мягкие роботы, чтобы достигнуть передвижения способом, которое является более простым, быстрее и более дешевым, чем большинство предыдущих методов».Исследователи начали с простого, плоского пластмассового листа.
Используя лазерный резак, они включили множество сокращений масштаба сантиметра, экспериментирующих с различными формами и размерами. После того, как сокращение, исследователи обернули лист вокруг подобного трубе привода головок эластомера, который расширяется и сокращается с воздухом как воздушный шар.Когда привод головок расширяется, поп сокращений kirigami, формируя грубую поверхность, которая захватывает землю. Когда привод головок выкачивает, сокращения сворачивают квартиру, продвигая подлеца вперед.
Исследователи построили полностью неограниченный робот, с его интегрированным бортовым контролем, ощущением, приведением в действие и электроснабжением, упакованным в крошечный хвост. Они проверили его ползающий всюду по кампусу Гарварда.
Команда экспериментировала с сокращениями различной формы, включая треугольный, круглое и трапециевидное. Они нашли, что трапециевидные сокращения – которые наиболее тесно напоминают форму весов змеи – дали роботу более длинный шаг.«Мы показываем, что свойства локомотива этой kirigami-кожи могут использоваться, правильно уравновешивая геометрию сокращения и протокол приведения в действие», сказал Рафсанджани. «В дальнейшем эти компоненты могут быть далее оптимизированы, чтобы улучшить ответ системы».«Мы полагаем, что наша находящаяся в kirigami стратегия открывает пути для дизайна нового класса мягких подлецов», сказала Катя Бертолди, профессор Уильяма и Эми Куэн Данофф Прикладной Механики и ведущий автор бумаги. «Эти вездеходные мягкие роботы могли однажды поехать через трудную окружающую среду для исследования, контроля, контролируя и искать и спасти миссии или выполнить сложные, лапароскопические медицинские процедуры».
Bertoldi – также Объединенный Факультет Института Wyss Биологически Вдохновленной Разработки в Гарвардском университете.Это исследование было создано в соавторстве Юэжоу Чжаном, Банюань Лю и Смюлем М. Рубинштайном, Адъюнкт-профессором Прикладной Физики в МОРЯХ.
Это было поддержано Национальным научным фондом.