Студенты создали из бумаги ползающего робота (+видео)

Студенты факультета механики и машиностроения из Университета штата Иллинойс создали под руководством преподавателей ползающего робота из бумаги.

Два доцента, аспирант и два студента решили использовать принцип оригами для создания действующего механизма, пригодного для интеграции с небольшими, недорогими роботами, а также со складными адаптивными структурами.

Как сказал доцент Самех Тафик, они черпали вдохновение, глядя на такие быстро движущиеся растения, как венерина мухоловка и плавающие одножгутиковые бактерии, которые используют возможности своего тела для быстрого запуска ускоренного передвижения и экономии энергии.

Робот использует блочную конструкцию оригами, чтобы имитировать передвижение и сегментные свойства дождевых червей. Функции щетинок внизу туловища червя имитируют специальные выступы, которые предотвращают проскальзывание назад.

Ученые исследовали концепцию шаблона Креслинга, который представляет собой хиральную башню с многоугольным основанием. За счет расширения и сжатия эта конструкция в виде гармошки способна двигаться вперед и поворачивать в сторону. Использование принципа неустойчивого равновесия позволяет превращать малые управляющие усилия в большие скользящие шаги. Каркас в виде башни оригами трансформирует вращение двигателя в быстрое расширение и сокращение тела робота-червя, что и позволяет ему ползать. Он может передвигаться вперед и поворачиваться влево и вправо, используя повторяющееся расширение и сжатие.

«Способность создавать функциональную и геометрически сложную трехмерную механическую систему из плоского листа открывает многообещающие возможности в области робототехники для удаленных, автономно развертываемых систем или недорогих встраиваемых систем передвижения», - отмечают авторы исследования.

Проведенный математический анализ считается первым в своем роде по использованию складываемых по шаблону Креслинга конструкций оригами для передвижения. Такая конфигурация дает преимущество в потреблении энергии и упрощает управление движением с открытым контуром.

В будущем конструкция также может использоваться в манипуляторах, стрелах подъемных кранов и в других активных структурах. Исследователи планируют продолжить свои работы по проектированию, моделированию и испытаниям имитирующих природные существа модульных роботов.