محققان روبات ها را از مواد کریگامی به صورت تاشو تهیه می کنند

محققان نشان داده اند که چگونه تکنیک های الهام گرفته از کریگامی به آنها اجازه می دهد تا در پاسخ به محرک های محیطی ، ورق های نازکی از مواد را طراحی کنند که به طور خودکار در شکل های دو بعدی (2-D) و ساختارهای سه بعدی (3-D) جدید پیکربندی شوند. محققان دستگاه های رباتیک متنوعی را به عنوان اثبات مفهوم این رویکرد ایجاد کردند.

جی یین ، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و مربوطه می گوید: "این اولین موردی است که ما از آن می دانیم که در آن الگوهای kirigami 2 بطور مستقل خود را به ساختارهای 3 بعدی متمایز و بدون ورودی مکانیکی تغییر می دهد." نویسنده مقاله در مورد اثر. "در عوض ، ما انرژی را به صورت گرما اعمال می کنیم و مواد خود را از نو تنظیم می کنند."

Kirigami یک فرم هنری است که در آن یک تکه کاغذ واحد برش داده شده و تاشو می شود تا شکل ها و ساختارهای جدید ایجاد شود.

مفهوم جدید "کیرگامی فعال" متکی به یک ماده سه لایه است که از دو لایه بیرونی تشکیل شده است که پاسخگوی گرما نیست و یک لایه پلیمر در وسط است که در پاسخ به گرما منقبض می شود. شکل و ساختار مواد از دو طریق کنترل می شود. از طریق برش ، که به هر سه لایه نفوذ می کند ، دامنه حرکت مواد را کنترل می کند. اچینگ ها ، که به لایه های بیرونی نفوذ می کنند و پلیمر واکنش گرما را در معرض دید خود قرار می دهند ، زاویه و جهتی را که مواد در آن قرار دارد ، کنترل می کنند ، و همچنین فاصله آن تا چه اندازه است. با جمع شدن مواد ، برش های بین را باز می کند و شکل ورق ها را به طرح های دو بعدی یا 3 بعدی تغییر می دهد.

ویدئویی که نشان می دهد عملکرد کریگامی فعال چگونه در زیر مشاهده می شود:

یین می گوید: "ما می توانیم الگوی 2 بعدی با همان الگوی برش ایجاد کنیم و از آن استفاده کنیم تا با ایجاد تغییرات جزئی در اچ ، ساختارهای 3 بعدی مختلف ایجاد کنیم." "این به طور موثر باعث می شود که ورق های کریگامی فعال قابل برنامه ریزی باشند."

به عنوان بخشی از اثبات مفهوم خود ، محققان از روش kirigami خود برای ایجاد مجموعه ای از ماشینهای kirigami ترمورسنجی ، از جمله دستگاه های ساده گیر و جعبه های خود تاشو استفاده کردند. محققان همچنین یک ربات نرم با بدن کرجیگامی و پاهای پنوماتیک ایجاد کردند. محققان با جابجایی جهت یابی بدن ، می توانند به سرعت پاها را مجدداً تغییر دهند ، و جهت حرکت روبات را تغییر دهند. ویدئو از ماشین های اثبات مفهوم:

یین می گوید: "ما برای این کار از یک پلیمر پاسخگو به دما استفاده کردیم ، اما دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم سایر مواد پلیمری پاسخگو به محرک - مانند بلورهای مایع فوتو اکتیو" نیز کار نمی کنند. " "ما هیجان زده هستیم تا طیف بالقوه برنامه های کاربردی برای این مواد kirigami قابل برنامه ریزی و فعال را بررسی کنیم."