Origami curvo oferece uma rota criativa para a criação de robôs e outros dispositivos meca¢nicos
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.

Essas belas curvas são a chave para uma maneira simples de variar a rigidez das garras roba³ticas. njekaterina / DigitalVision via Getty Images
A grande ideia
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.
Quatro pequenas folhas de pla¡stico com dobras curvas formando diferentes
estruturas Exemplos de origami curvo com aplicações de roba³tica.
Zirui Zhai, Arizona State University , CC BY-NC-ND
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.
Por que isso importa
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.
Que outra pesquisa estãosendo feita
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 .
Qual éo pra³ximo
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.
Uma sanãrie de seis fotos de um quadrado de pla¡stico azul com dobras plissadas
flutuando na a¡gua. Um roba´ nadador pneuma¡tico feito de folhas de
pla¡stico com dobras curvas. Zirui Zhai, Arizona
State University , CC BY-NC-ND
As opiniaµes expressas neste artigo são de responsabilidade exclusiva
do(s) autor(es), não refletindo necessariamente a posição institucional do
maisconhecer.com
Hanqing Jiang
Professor de Engenharia Meca¢nica, Arizona State University
Zirui Zhai
Ph.D. estudante em Engenharia Meca¢nica, Arizona State University