Afbeelding: Wyss Institute aan de Universiteit van Harvard
Geïnspireerd door de traditionele Japanse kunst van origami, zelf te vouwen robots kunnen gaan plaatsen en dingen doen traditionele robots niet. Een groot nadeel van deze apparaten, echter, is het nodig om ze uit te rusten met batterijen of snoeren. Onderzoekers van Harvard hebben een nieuwe manier gevonden om dit probleem te overwinnen, door het ontwerpen van het vouwen van robots die kunnen worden bediend met behulp van een draadloze magnetische veld.
Het vouwen van robots zijn een funky versie van on-demand gerobotiseerde productie-of “afdrukken”, waar gebruikers kunnen een pre-gevouwen versie van hun apparaat aan op een anders onbereikbare of moeilijk te bereiken zijn omgeving, en dan hebben het vouwen in de beoogde fysieke configuratie na dat punt kan het nuttig werk verrichten. Probleem is dat de meest complexe origami-bots-to-date met de vereiste batterijen en kabels, waardoor ze grote, volumineuze, zware en biologisch onveilig.
Inderdaad, een van de meer spannende mogelijkheden voor self-vouwen van robots is hun potentieel gebruik in de geneeskunde. In de toekomst, chirurgen konden leveren een kleine origami-bot in het lichaam, waar het zou kunnen ontvouwen en het uitvoeren van een medische taak, zoals ‘ targeted drug delivery. De aanwezigheid van kabels en accu ‘ s presenteert een duidelijke hindernis, en daarom is een team van onderzoekers van de Wyss Instituut voor Biologisch Geïnspireerd Engineering en de John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (ZEEËN) aan de Universiteit van Harvard besloten tot het opzetten van een draadloos, extern gevoed zelf op te vouwen robot.
Wetenschappers hebben ontwikkeld origami-bots en zichzelf op te vouwen ontwerpen dat geen batterijen of kabels nodig, maar deze ontwerpen zijn eerder basic. De nieuwe opvouwbare bots zijn een beetje complexer in termen van vorm en potentiële functie.
Geleid door roboticist Mustafa Boyvat, de onderzoekers ontworpen en aangetoond dat verschillende systemen, met inbegrip van een kwartaal-en kleinbedrijf flatscreen tetrahedral robot (een bolvormige zes-bar origami patroon) en een hand-en kleinbedrijf schip robot gemaakt van gevouwen papier.
Om deze dingen te verplaatsen zonder batterijen, de onderzoekers twee verschillende structuren in hun gewrichten: rollen van Shape Memory Alloys (sma ‘ s), die de terugkeer van de bot naar zijn originele vorm als het wordt verwarmd, en mini-circuits die worden geactiveerd wanneer hit met verschillende niveaus van magnetische resonantie frequenties.
Door het veranderen van de frequenties, de robots gemaakt zou kunnen worden op te vouwen hun gewrichten op de vraag, en onafhankelijk van elkaar. Ze waren zelfs in staat om te folden meerdere gewrichten tegelijk door het blootstellen van de bots te overlappende elektromagnetische frequenties. Het team toonde meerdere graden van vrijheid in zowel centimeter en millimeter schalen. Dit onderzoek wordt nu in de Wetenschap Robotica.
“Zoals origami, één van de belangrijkste punten van ons ontwerp is de eenvoud”, zegt co-auteur Je-gezongen Koh in een verklaring. “Dit systeem is alleen de basis, passieve elektronische componenten op de robot voor het leveren van een elektrische stroom—de structuur van de robot zelf zorgt voor de rest.”
GIF 
GIF 
GIF De onderzoekers waren in staat om te bewegen in en uit de apparaten zonder enig fysiek contact, en terwijl de bots waren buiten het zichtbare bereik.
“Wij geloven dat deze demonstraties illustreren de levensvatbaarheid van de collecties van draadloos aangedreven en gestuurd functionele origami robots en apparaten,” merkte de auteurs van de studie. “Een mogelijke gebruik gaat origami-gebaseerde medische apparaten die op afstand in het menselijk lichaam bevindt, zonder dat de energie die nodig is voor de opslag of de controle van de elektronica.”
Langs deze lijnen, de onderzoekers denken eerder aan een inslikbare vouwen robot die kan vervangen voor een invasieve endoscoop. Een dergelijke machine kan bewegen en het uitvoeren van eenvoudige taken, zoals het houden van weefsel of video op te nemen. Opwindend, de zeer schaalbare ontwerp zal het mogelijk maken om zowel kleinere en grotere versies.
“Er is nog steeds ruimte voor miniaturisatie, “zei Boyvat. “We denken niet dat we gingen aan de limiet van hoe klein deze kan worden, en we zijn verheugd om de verdere ontwikkeling van onze ontwerpen voor biomedische toepassingen.”
Vooruitblikkend, zou het de onderzoekers zijn van plan om te experimenteren met robots van verschillende maten en fysieke configuraties, en te werken met verschillende frequentie bereiken. Als voor een inklapbare robot die kan uitgaan van de verschijning van een origami-achtige swan, de tijdlijn, want dat is een beetje meer onduidelijk.
[Wetenschap Robotica]