Une nouvelle recherche qui utilise des constructions d’origami incurvées a des implications dramatiques dans le développement de la robotique à l’avenir, offrant une flexibilité réglable – la capacité d’ajuster la rigidité en fonction de la fonction – qui était historiquement difficile à réaliser en utilisant une conception uncomplicated.




« L’incorporation de structures d’origami incurvées dans la conception robotique offre une possibilité remarquable de flexibilité ou de rigidité réglable, comme son principle complémentaire », a expliqué Hanqing Jiang, professeur de génie mécanique à l’Arizona Point out College. « Une flexibilité élevée, ou une faible rigidité, est comparable à l’atterrissage en douceur navigué par un chat. Une faible flexibilité, ou une rigidité élevée, est similaire à l’exécution d’un saut dur dans une paire de bottes rigides », a-t-il déclaré.

L'origami incurvé offre une nouvelle gamme de rigidité à la flexibilité chez les robots

Jiang est l’auteur principal d’un write-up, « In Situ Stiffness Manipulation Employing Exquisite Curved Origami », publié cette semaine dans Science Improvements. « Curved Origami peut ajouter à la fois de la force et une flexibilité semblable à celle d’un chat aux actions robotiques », a-t-il déclaré.


Jiang a également comparé l’utilisation de l’origami courbé aux différences opérationnelles entre les voitures sportives recherchées par les conducteurs qui veulent ressentir la rigidité de la route et les véhicules souhaités par ceux qui recherchent une conduite confortable qui atténue les mouvements discordants. « Semblable au passage d’un mode voiture sportive à un manner de conduite confortable, ces structures en origami incurvées offriront simultanément la possibilité de basculer à la demande entre les modes doux et dur en fonction de la manière dont les robots interagissent avec l’environnement », a-t-il déclaré.

La robotique nécessite une variété de modes de rigidité: une rigidité élevée est nécessaire pour soulever des poids une grande flexibilité est nécessaire pour l’absorption des chocs et une rigidité négative, ou la capacité de libérer rapidement l’énergie stockée comme un ressort, est nécessaire pour le dash.

Traditionnellement, les mécanismes de prise en demand des versions de rigidité peuvent être volumineux avec une plage nominale, tandis que l’origami incurvé peut supporter de manière compacte une échelle de rigidité étendue avec une flexibilité à la demande. Les buildings couvertes par Jiang et les recherches de l’équipe combinent l’énergie de pliage au niveau des plis de l’origami avec la flexion du panneau, ajustée en basculant entre plusieurs plis incurvés entre deux factors.

L’origami incurvé permet à un seul robotic d’accomplir une variété de mouvements. Un robot de nage pneumatique développé par l’équipe peut effectuer une gamme de neuf mouvements différents, y compris des mouvements rapides, moyens, lents, linéaires et rotatifs, en ajustant simplement les plis utilisés.

En additionally des purposes pour la robotique, les principes de recherche de l’origami incurvé sont également pertinents pour la conception de métamatériaux mécaniques dans les domaines de l’électromagnétique, des composants vehicles et aérospatiaux et des dispositifs biomédicaux. « La beauté de ce travail est que la conception de l’origami incurvé est très similaire, simplement en changeant les plis droits en plis incurvés, et chaque pli incurvé correspond à une flexibilité particulière », a déclaré Jiang.

La recherche a été financée par le programme Mécanique des matériaux et des structures de la Nationwide Science Basis. Les auteurs qui ont contribué à l’article sont Hanqing Jiang, Zirui Zhai et Lingling Wu de la Faculty for Engineering, Make any difference, Transport and Electrical power de l’Arizona Condition College, et Yong Wang, Ken Lin du Département de mécanique de l’ingénierie de l’Université de Zhejiang, Chine.