A construção de garras roba³ticas que podem agarrar com firmeza objetos pesados ​​e também delicados, geralmente requer conjuntos complicados de engrenagens, dobradia§as e motores. Mas acontece que também épossí­vel fazer pina§as com folhas simples de material flexa­vel com os vincos certos.

Nosso laboratório na Arizona State University projetou padraµes de dobras curvas que podem alterar a rigidez e a flexibilidade. Materiais flexa­veis moldados com esses padraµes podem ser usados ​​para fazer garras roba³ticas simples e baratas, robôs de natação e outros dispositivos meca¢nicos.

As pessoas variam naturalmente a quantidade de rigidez necessa¡ria para manusear objetos fra¡geis e resistentes de forma adequada. Os robôs interagem com o ambiente da mesma maneira. A dobra curva éuma maneira simples de dar aos robôs a capacidade de variar a quantidade de rigidez que usam para interagir com diferentes objetos e ambientes.

A ideia da nossa equipe foi inspirada no origami, a arte de dobrar papel. O origami pode ser ra­gido ou flexa­vel dependendo de seu padrãode dobra, mas édifa­cil dar ao origami uma variedade de rigidez.

Para superar esse problema, substitua­mos as linhas retas de dobra de origami, ou vincos, por vincos curvos. Ao usar várias linhas curvas entre dois pontos, em vez de apenas uma linha reta, uma estrutura de origami curva pode assumir várias formas. Descobrimos que cada forma tem sua rigidez única. Construir uma garra roba³tica, por exemplo, com base neste design permite que ela aplique diferentes quantidades de força aos objetos, dependendo de qual vinco curvo o roba´ usa.

Comparado com outros manãtodos de rigidez varia¡vel, este manãtodo ésimples e compacto, o que significa que pode ser usado para fazer dispositivos pequenos e leves.

Alterar a rigidez éimportante e onipresente por natureza, e éuma varia¡vel-chave na engenharia. Uma pina§a roba³tica para serviço pesado precisa de alta rigidez ou baixa flexibilidade para levantar objetos pesados. Outras garras de roba´ precisam de baixa rigidez ou alta flexibilidade para proteger objetos fra¡geis.

Mudar entre um estado ra­gido e um estado flexa­vel écrítico em robôs, mas os sistemas de rigidez ajusta¡vel de hoje são comumente volumosos e não podem ser usados ​​em micro-robôs ou robôs macios. Micro-robôs incluem robôs do tamanho de insetos sendo desenvolvidos para monitorar a infraestrutura e o meio ambiente. Os robôs macios em desenvolvimento são feitos de materiais infla¡veis ​​ou flexa­veis, o que os torna mais seguros para uso ao lado de pessoas. Nossos designs de origami curvo tem uma estrutura meca¢nica simples, tornando-os fa¡ceis de fabricar e controlar.

Estruturas meca¢nicas tradicionais também podem ser usadas para variar a rigidez: por exemplo, garras acionadas por pneuma¡ticos varia¡veis ​​ou motores elanãtricos. Nosso trabalho éo primeiro a atingir uma faixa completa de controle de rigidez com uma estrutura simples.

A técnica de origami curvo se baseia em nosso trabalho anterior inspirado em origami, incluindo baterias de a­on de la­tio extensa­veis baseadas em origami e estruturas inspiradas em origami que podem ser recolhidas e expandidas sob demanda .

Estamos adicionando mais funções de controle remoto a s estruturas curvas de origami para acionar a dobra. Estamos considerando vários manãtodos diferentes, como controle pneuma¡tico, magnético e eletra´nico. Com o controle integrado, o origami curvo pode ser aplicado a campos além da roba³tica. Uma possibilidade são os dispositivos ta¡teis que mudam sua rigidez para dar a s pessoas um feedback de força realista em realidade virtual.