Nueva investigación de un equipo de profesores y estudiantes de ingeniería y ciencias mecánicas de la Universidad de Illinois, publicada como un documento invitado en Materiales y estructuras inteligentes , detalla cómo las estructuras de origami y el diseño de inspiración biológica se pueden usar para crear un robot que se arrastra.
Los profesores asistentes Aimy Wissa y Sameh Tawfick, junto con el estudiante graduado Alexander Pagano y los estudiantes universitarios Tongxi Yan y Brian Chien, usaron principios de plegado de papel de origami para construir y accionar mecanismos y máquinas para una posible integración con robots pequeños, escalables y baratos tambiéncomo estructuras adaptativas desplegables.
Tawfick dijo que se inspiraron en un tema común en el movimiento rápido de plantas blandas como Venus Flytrap y la natación de bacterias uni-flageladas, que utilizan la flexibilidad de sus cuerpos para romperse rápidamente, permitiendo un movimiento rápido y ahorrando energía.
"Este documento presenta el diseño de un robot de rastreo de inspiración biológica", dijo Wissa. "El robot utiliza bloques de construcción de origami para imitar la marcha y las propiedades metaméricas de las lombrices de tierra y el diseño de material direccional para imitar la función de las setas en las lombrices de tierra queevita el deslizamiento hacia atrás "
Los investigadores investigaron el concepto de usar el patrón de pliegues Kresling de origami, que es una torre quiral con una base poligonal. Esta torre de origami combina su expansión y contracción con el movimiento longitudinal y giratorio, similar a un tornillo, y utilizaron inestabilidades de pandeopara lograr un movimiento de ajuste de carrera grande a partir de entradas pequeñas. Su diseño utiliza un esqueleto hecho de la torre de origami que se pandea como mecanismos para transformar la rotación del motor a una rápida expansión y contracción del robot gusano, lo que permite una marcha lenta. Puede avanzar y girarizquierda y derecha usando expansión y contracción repetidas.
"La capacidad de producir un sistema mecánico 3D funcional y geométricamente complejo a partir de una hoja plana presenta interesantes oportunidades en el campo de la robótica para sistemas remotos, de despliegue autónomo o locomoción integrada de bajo costo", escribieron.
Se cree que su análisis matemático es el primero de su tipo en utilizar la idea de pliegues virtuales para analizar la flexión de paneles en torres de origami tipo Kresling. Esta configuración presenta una ventaja en el consumo de energía y hace que el control de locomoción en bucle abierto sea directo-adelante.
Avanzando, este diseño también se puede usar en manipulaciones, barreras y estructuras activas.
"El trabajo presentado en este documento aprovecha la experiencia del equipo en el diseño de materiales arquitectónicos y robótica bio-inspirada", dijo Wissa. "Planeamos continuar construyendo sobre nuestros hallazgos para diseñar, modelar y probar módulos bio-inspiradosrobots capaces de múltiples modos de locomoción "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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