In recente jaren, robotica-experts hebben een pagina uit de traditionele Japanse praktijk van origami genomen en zijn op de proppen gekomen met licht, flexibel, en zeer innovatieve robots en drones. Er zijn twee soorten op origami geïnspireerde structuren ontstaan:stijve structuren die een bepaald draagvermogen hebben, maar die breken als die capaciteit wordt overschreden, en flexibel, veerkrachtige constructies die niet veel kunnen dragen.

EPFL-onderzoekers, toepassen van wat ze zagen over insectenvleugels, hebben een hybride origami-drone ontwikkeld die afhankelijk van de omstandigheden stijf of flexibel kan zijn. Wanneer in de lucht, de structuur is stijf genoeg om zijn eigen gewicht te dragen en de stuwkracht van de propellers te weerstaan. Maar als de drone ergens tegenaan loopt, het wordt flexibel om de schok op te vangen en zo eventuele schade te minimaliseren. Dit onderzoek, die wordt uitgevoerd in het laboratorium voor intelligente systemen van Dario Floreano, is gepubliceerd in Wetenschap Robotica .

Sandwichstructuur

De veerkracht van de drone komt voort uit een unieke combinatie van stijve en elastische lagen. Een elastomeermembraan wordt uitgerekt en vervolgens ingeklemd tussen stijve platen. Als het systeem in rust is, de platen houden elkaar vast en geven de structuur zijn stijfheid. Maar als er voldoende kracht wordt uitgeoefend, de platen trekken uit elkaar en de structuur kan buigen.

"Als we een drone maken, we kunnen het specifieke mechanische eigenschappen geven, " zegt Stefano Mintchev, hoofdauteur van de studie. "Dit bevat, bijvoorbeeld, het bepalen van het moment waarop de constructie overschakelt van stijf naar flexibel." En omdat de drone elastische potentiële energie opbouwt wanneer deze wordt opgevouwen, het kan zich automatisch ontvouwen wanneer dit wordt geïnstrueerd.

Constructies die tegelijkertijd stijf en flexibel zijn, hebben tal van andere potentiële toepassingen, ook. Terwijl ze hun drone aan het ontwikkelen waren, de onderzoekers gebruikten dezelfde technologie om een ​​soft-touch grijper te maken. De grijper wordt zachter zodra deze een bepaald drukniveau bereikt, zodat het object dat hij oppakt niet breekt. Dit betekent ook dat hij geen lading kan opnemen die zijn capaciteit overschrijdt.

"De huidige trend in robotica is om zachtere robots te maken die zich kunnen aanpassen aan een bepaalde functie en veilig naast mensen kunnen werken. Maar sommige toepassingen vereisen ook een zekere mate van stijfheid, " zegt Floreano. "Met ons systeem, we hebben laten zien dat je de juiste balans tussen beide kunt vinden."