Роботы-трансформеры используют принцип оригами

Коллектив инженеров из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института уже несколько лет работает над концепцией роботов-оригами, реконфигурируемая конструкция которых позволяет им принимать произвольную форму.

В выпуске журнала Science от 7 августа исследователи сообщили о последнем достижении. Робот, состоящий почти целиком из плоских деталей, вырезаемых лазером, самостоятельно складывался в рабочее состояние и уползал после подключения батареи.

Весной те же авторы представили конструкцию, которая складывалась под действием равномерного нагревания в печи. Новая версия действует по тому же принципу, только нагрев сочленений робота теперь производится автономно, пропусканием тока через систему электрических проводников. Такая модификация позволяет изменять форму не сразу, а поэтапно. Именно благодаря этому прототип смог не только трансформироваться, но и передвигаться.

Корпус робота изготавливают из пяти слоев: медной разводки между двумя листами бумаги и двух внешних слоев из полимера с памятью формы. Сверху, на такую «выкройку» устанавливают микропроцессор и один или несколько электромоторов. В прототипе такой монтаж выполнен вручную, но в принципе несложно реализовать и роботизированную сборку.

В Science описана конструкция с двумя моторами, контролирующими по две ноги. Последние, в свою очередь, состояли из восьми механических сочленений, общая динамика которых и преобразовывала усилие мотора в движение.

Используемая технология позволяет сгибать элементы конструкции по углом не больше 150° в обеих направлениях. Из-за этого согнутые фрагменты не могут соприкасаться, что, как утверждают авторы, вполне допустимо для большинства приложений. Тем не менее, они намерены переработать базовый алгоритм сборки таким образом, чтобы любую произвольную 3D-форму можно было бы получать изгибая плоскую заготовку в этом диапазоне углов.

Работающая в той же области команда Корнельского университета и университета Амхерст (штат Массачусетс) на 6-й международной конференции «Оригами в науке, математике и образовании» (10-13 августа, Токио) представит результаты исследований метаматериалов с заранее запрограммированными в них способами 3D-сборки по принципу оригами, с конечной целью создания самораскладывающихся микромеханизмов.