Poslednjih godina robotičari su stvorili sve veći broj autonomnih sistema zasnovanih na različitim strukturama i dizajnu. Među njima su modularni roboti, koji se sastoje od različitih elemenata ili „modula“ koji se mogu rekonfigurisati da bi efikasnije obavljali određene zadatke.
Origami, azijska umetnost savijanja papira za kreiranje 3D ukrasnih oblika, može biti dragocena inspiracija za kreiranje modularnih robotskih struktura. To je zato što nudi unapred definisane modele i obrasce pomoću kojih se 2D listovi materijala mogu pretvoriti u složene 3D strukture sa različitim mehaničkim svojstvima.
Istraživači sa Univerziteta Guangdžou, Univerziteta Janšan i drugih univerziteta u Kini nedavno su kreirali novog modularnog kontinuiranog robota konstruisanog od serije cevi zasnovanih na specifičnom origami preklopu, poznatom kao Miura preklop. Ovaj robot, predstavljen u papiru za štampanje objavljenom na SSRN-u, može se skupljati i savijati prateći određene obrasce da bi izvršio različite zadatke.
„Preklapanje ravnog lista ispod određenog uzorka nabora može da formira trodimenzionalnu origami cev, za koju je dokazano da pokazuje jedinstvena mehanička svojstva i ima široku inženjersku primenu“, rekli su Junfeng He, Guilin Ven i njihove kolege za Tech Ksplore. „U ovoj studiji, dizajnirana je origami cev izvedena iz Miure i analiziraju se njeni precizni uslovi kružnog zatvaranja i mehanička svojstva, otkrivajući da origami cev ima programabilne karakteristike krutosti.“
Miura preklop je origami obrazac koji rezultira savijanjem ravne površine u strukturu sa manjom površinom. Ovaj preklop je korišćen za kreiranje različitih tehnologija koje mogu imati koristi od ove promene oblika, uključujući velike solarne panele za satelite, koji se mogu pokrenuti dok su presavijeni na sebi, a zatim raširiti u svemiru.
Kao deo svoje studije, He, Ven i njihove kolege su koristili ovaj preklop za kreiranje fleksibilnih cevi, koje su tada služile kao osnova njihovog robota. Ove cevi su zasnovane na polivinilhloridu (PVC), robusnom materijalu koji se ponekad koristi za izradu medicinskih uređaja, cevi i izolacije za kablove.
Ovaj materijal ima nekoliko prednosti, uključujući fleksibilnost i visoku otpornost kada se savija ili kompresuje. Kao rezultat toga, cevi koje služe kao okosnica modularnog robota su fleksibilne i mogu se savijati, kompresovati i uvijati bez lomljenja.
Da bi procenili održivost njihovog dizajna i robusnost origami struktura na kojima se zasniva, istraživači su kreirali prototip robota napravljenog od tri fleksibilna modula cevi. Ovaj robot može i sam da se sklopi da smanji svoju veličinu i savija se u stranu.
„Tri odvojene čelične žice pokreću svaki modul da bi se postiglo nezavisno kretanje kontrakcije ili savijanja“, objasnili su He, Ven i njihove kolege u svom radu. „Ujedinjena instalacija motora sa čeličnom žicom na bazi daje robotu lagani, međusobno povezani unutrašnji prostor, visoku skalabilnost i [fleksibilnu] kičmu.“
On, Ven i njihove kolege procenili su svoj prototip u nizu eksperimenata i otkrili da može uspešno da završi dva različita zadatka. Prvi se sastoji od pristajanja na njegovu osnovu kada se nalazi u uskom prostoru, a drugi, koji zahteva ugradnju magnetnog hvatača na vrhu njegove strukture, podrazumeva držanje i podizanje predmeta.
U budućnosti, ovaj novi modularni dizajn zasnovan na origamiju mogao bi se koristiti za kreiranje drugih robota koji se mogu efikasno nositi sa različitim problemima iz stvarnog sveta. Pored toga, rad ovog tima mogao bi da inspiriše stvaranje drugih fleksibilnih struktura zasnovanih na origamiju koje bi mogle poslužiti kao okosnica drugih robotskih sistema.
