Физическими возможностями робота-оригами вдохновились исследователи под руководством Синтии Сунг, доцента факультета машиностроения и прикладной механики из Пенсильванского университета. Коллеги сумели оптимизировать подход к проектированию и изготовлению таких устройств.
Робот сантиметрового масштаба CurveQuad использует свои складные изгибы, чтобы с помощью одного двигателя, сжимаясь и разжимаясь, фактически дрыгаясь, передвигаться в нужном направлении. У его изогнутых складок благодаря упругости интересные механические свойства в сравнении с более распространёнными для таких задач прямыми складками. Возникающая энергия даёт возможность совершать контролируемые, обратимые и сложные движения с меньшим количеством приводов.
Сунг уточнила, что CurveQuad способен на такое именно благодаря изогнутым складкам. А его простота и дешевизна дают надежду, что можно будет за считанные доллары быстро производить и запускать в дело целые рои из подобных роботов.
Единственный двигатель CurveQuad существенно снижает массу и объём робота. Дизайн по принципу оригами весьма упрощают и производство, и сборку, ведь всё устройство, как и его компоненты — дополненный механизмом сложенный, как нужно, листовой материал, в который может быть впечатана вся необходимая электроника вместе с ПО. И при необходимости производственный процесс можно укрупнить для получения больших серийных партий.
Дэниел Фешбах из Лаборатории робототехники Синтии Сунг сказал, что CurveQuad пополнил «малонаселённую» нишу конструирования управляемых шагающих устройств с одним приводом. При длине всего в 8 см и весе около 11 г он сравнительно компактный и лёгкий для шагающего моторизованного робота.
Исследователи показали базовые возможности управления с обратной связью. Они посылали робота к источнику света из различных исходных положений. Затем создали мини-рой из четырёх штук, которым нужно было одновременно направиться к свету. Результаты показали, что изгибы и складки обеспечивали сложное «поведение» типа локомоции, то есть за счёт активных движений.
Сунг объяснила, что цель её лаборатории — упростить конструкцию для простой и лёгкой сборки. Такие настраиваемые устройства будут доступны всем желающим. Она описала как пример коробку с плоскими на время хранения роботами. При необходимости они смогут сложиться и пойти на задание, для наблюдения или зондирования. А после их опять можно разложить и стопкой отправить в коробку.
Теперь Синтия Сунг с коллегами трудятся над версией CurveQuad с полностью встроенной в него электроникой как раз для такого скорого и обозримого будущего.
Полная информацию для изготовления CurveQuad доступна по ссылке.
