Для создания роботов использовали принцип оригами с узором Креслинга

Модульные роботы — это пригодные для масштабирования системы, которые могут менять форму. За последнее десятилетие инженеры разработали немало таких устройств, с различными конструкциями и базовыми принципами.

Исследовательская группа из двух университетов в Китае — Вестлейкского и Чжэцзянского — представила новый дизайн модульного робота, вдохновлённый оригами, то есть искусством складывания бумаги. Они использовали определённый повторяющийся элемент, известный как шаблон Креслинга. Концепция, представленная в издании Nature Communications, основана на универсальных складных модулях, из которых можно собирать различные формы и конфигурации.


— Ханьцин Цзян, соавтор изобретения.

Шаблон Креслинга состоит из чередующихся выпуклых и впалых складок, чередующихся под углом вдоль противоположных направлений скручивания. Этот шаблон можно использовать для создания сложных форм, напоминающих творения природы, например геометрические спирали на сосновых шишках.

В ходе исследования Цзян с коллегами попытались использовать этот способ складывать оригами, который можно было бы адаптировать для создания различных форм. Модуль приводится в движение пневматикой на сжатом воздухе.

Цзян объяснил, что устройство состоит из двухуровневого рисунка Креслинга с противоположными направлениями скручивания на каждом уровне. Что ещё более важно, на каждом уровне есть два боковых мешка, давление в которых позволяет достигать различных режимов деформации.

В общей сложности в складном модуле возможны семь различных режимов активности для построенных на его базе роботов, включая три основных движения и четыре дополнительные их комбинации.

Модуль подобен рукам, которые могут сжиматься, разгибаться, скручивание в зависимости от того, как нервы управляют мышцами. Схема пневматики в устройстве подобна нервам, а универсальный модуль выполняет роль руки, объяснил Цзян. То есть манипулятор робота-оригами будет функционировать, как жёсткая рука с шестью степенями свободы.

Исследователи оценили возможности прототипа в серии компьютерных симуляций и путём реальных экспериментов. Собранные ими результаты оказались весьма многообещающими для создания роботов, которые могут адаптироваться к окружающей среде и двигаться различными способами.

В своих следующих работах Цзян с коллегами планируют наладить практическое применение, например для захвата крупных объектов.