Una nueva investigación que emplea estructuras de origami curvas tiene implicaciones dramáticas en el desarrollo de la robótica en el futuro, proporcionando una flexibilidad sintonizable, la capacidad de ajustar la rigidez en función de la función, que históricamente ha sido difícil de lograr con un diseño simple.
"La incorporación de estructuras de origami curvas en el diseño robótico brinda una posibilidad notable de flexibilidad sintonizable o rigidez, como concepto complementario", explicó Hanqing Jiang, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Arizona. "Alta flexibilidad o baja rigidez,es comparable al aterrizaje suave navegado por un gato. La baja flexibilidad, o la alta rigidez, es similar a ejecutar un salto fuerte con un par de botas rígidas ", dijo.
Jiang es el autor principal de un artículo " in situ Manipulación de la rigidez con elegante origami curvo ", publicado esta semana en avances científicos . "El origami curvo puede agregar fuerza y flexibilidad felina a las acciones robóticas", dijo.
Jiang también comparó el empleo de origami curvo con las diferencias operativas entre los autos deportivos buscados por los conductores que quieren sentir la rigidez de la carretera y los vehículos deseados por aquellos que buscan un viaje cómodo que alivie los movimientos discordantes ". Similar a cambiar entre un automóvil deportivodel modo a un modo de viaje cómodo, estas estructuras de origami curvas ofrecerán simultáneamente la capacidad de cambiar a pedido entre los modos suave y difícil, dependiendo de cómo interactúan los robots con el entorno ", dijo.
La robótica requiere una variedad de modos de rigidez: se necesita alta rigidez para levantar pesas; se necesita alta flexibilidad para la absorción de impactos y rigidez negativa, o la capacidad de liberar rápidamente la energía almacenada como un resorte, se necesita para el sprint.
Tradicionalmente, la mecánica de acomodar las variaciones de rigidez puede ser voluminosa con un rango nominal, mientras que el origami curvo puede soportar de manera compacta una escala de rigidez expandida con flexibilidad a pedido. Las estructuras cubiertas en Jiang y la investigación del equipo combinan la energía de plegado en los pliegues del origami conla flexión del panel, sintonizado cambiando entre múltiples pliegues curvos entre dos puntos.
El origami curvo permite que un solo robot realice una variedad de movimientos. Un robot de natación neumático desarrollado por el equipo puede lograr una gama de nueve movimientos diferentes, incluidos los movimientos rápidos, medios, lentos, lineales y de rotación, simplemente ajustando qué plieguesson usados.
Además de las aplicaciones para la robótica, los principios de investigación del origami curvo también son relevantes para el diseño de metamateriales mecánicos en los campos de electromagnetismo, componentes automotrices y aeroespaciales y dispositivos biomédicos. "La belleza de este trabajo es que el diseño deel origami es muy similar, simplemente cambiando los pliegues rectos por pliegues curvos, y cada pliegue curvo corresponde a una flexibilidad particular ", dijo Jiang.
La investigación fue financiada por el programa Mechanics of Materials and Structures de la National Science Foundation. Los autores que contribuyen al artículo son Hanqing Jiang, Zirui Zhai y Lingling Wu de la Escuela de Ingeniería, Materia, Transporte y Energía de la Universidad Estatal de Arizona,y Yong Wang, Ken Lin del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zhejiang, China.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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