Исследователи использовали модули оригами для проектирования мягких приводов, изменяющих форму под давлением.
Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук использовала классический узор оригами, известный как мотив Креслинга, для создания мягких надувных приводов. Устройства, которые можно использовать в качестве легких и гибких компонентов робототехнических систем, описаны в Advanced Functional Materials.
Мотив Креслинга представляет собой цилиндр, собранный из треугольников. На поверхности такого элемента чередуются ребра и впадины. Сначала исследователи создали простые моностабильные модули на основе шаблона Креслинга.
Чтобы разблокировать бистабильность (стабильность в двух разных положениях), они добавили дефект в мотив оригами: дополнительный узел, который создает купол из четырех треугольников. Он может открываться или закрываться под действием положительного или отрицательного давления.
Это работает очень просто. Сначала мы надуваем структуру при определенном давлении, чтобы вытолкнуть определенные ячейки, которые останутся выгнутыми, даже когда давление пропадет. Затем, в этой новой конфигурации, поскольку мы нарушаем симметрию, мы можем просто использовать вакуум, чтобы вызвать изгиб, сжатие или скручивание.
Антонио Элиа Форте, соавтор исследования
Исследователи отмечают, что, собирая различные модули и настраивая их геометрию так, чтобы они фиксировались при различном давлении, можно создавать сложные формы и режимы деформации. В результате, используя только источник давления без проводов и электроники, можно управлять запрограммированными движениями.
Разработчики построили привод с 12 различными модулями и показали, что он может выполнять до восьми различных сложных движений. Команда также разработала алгоритм, который может определить оптимальную комбинацию модулей для желаемых режимов деформации.
Читать далее:
Телескоп «Джеймс Уэбб» сделал первый снимок Юпитера: на нем сразу 9 двигающихся целей
Физики нашли универсальные «часы» в космосе: они точнее атомных
Огромная комета пролетела мимо Земли, но стала больше и направилась к Солнцу