Billede: Gislum Institute på Harvard University
Inspireret af den traditionelle Japanske kunst af origami, self-folde-robotter kan gå steder og gøre ting, traditionelle robotter, der ikke kan. En væsentlig ulempe ved disse enheder, men har været nødt til at udstyre dem med batterier eller ledninger. Forskere fra Harvard har fundet en ny måde for at overvinde dette problem, ved at designe folde robotter, der kan styres ved hjælp af en trådløs magnetisk felt.
Folde robotter er en funky version af on-demand-robot, der fremstiller eller “udskrivning”, hvor brugerne kan levere en pre-foldet version af deres enhed til en ellers utilgængelig eller svære at nå miljøet, og så har den foldes ind i sin planlagte fysiske konfiguration, hvorefter det kan udføre nyttigt arbejde. Problemet er, mest komplekse origami-bots til dato har forpligtet batterier og ledninger, hvilket gør dem voluminøse, tunge og biologisk usikre.
Faktisk, en af de mere spændende muligheder for selv at folde robotter er deres potentielle anvendelse i medicin. I fremtiden, kirurger kunne levere en lille origami-bot i kroppen, hvor det kan udfolde sig og udføre en medicinsk opgave, som målrettet medicin. Tilstedeværelse af ledninger og batterier, som præsenterer en oplagt forhindring, hvilket er grunden til at et team af forskere fra Gislum Institut for Biologisk Inspireret Teknik og John A. Paulson School of Engineering og Applied Sciences (HAV) på Harvard Universitet besluttet at oprette et trådløst eksternt drevet selvstændig folde robot.
Forskere har udviklet origami-bots og selv-folding design, der ikke kræver batterier eller ledninger, men disse mønstre var temmelig grundlæggende. Den nye folde bots er en smule mere kompliceret med hensyn til form og potentiale funktion.
Ledet af roboticist Mustafa Boyvat, forskere udviklet og demonstreret af flere forskellige systemer, herunder et kvart mellemstore fladskærms tetrahedrale robot (en sfærisk seks-bar origami mønster), og en hånd mellemstore skib-robot lavet af foldet papir.
For at gøre disse ting, bevæge sig uden batterier, de forskere, der er installeret to strukturer i deres samlinger: spoler i Form Hukommelse Legeringer (Mas), som returnerer bot til sin oprindelige formet, når det opvarmes, og miniature kredsløb, der bliver fyldt med energi, når den rammes med varierende niveauer af magnetisk resonans-frekvenser.
Ved at ændre de frekvenser, de robotter, der kunne være gjort for at folde deres led-on-demand, og uafhængigt af hinanden. De var endda i stand til at folde flere led samtidigt ved at udsætte den for robotter til at overlappende elektromagnetiske frekvenser. Holdet viste flere grader af frihed i både centimeter og millimeter skalaer. Denne forskning nu ser ud i Videnskab Robotteknologi.
“Ligesom origami, en af de vigtigste punkter i vores design er enkelthed,” bemærkede co-forfatter Je-sung Koh i en erklæring. “Dette system kræver kun grundlæggende, passive elektroniske komponenter på robotten til at levere en elektrisk strøm, der—den struktur af robotten i sig selv tager sig af resten.”
GIF 
GIF 
GIF Forskere var i stand til at bevæge sig og udfolde de enheder, uden nogen form for fysisk kontakt, og mens de robotter, der var ude af visuel rækkevidde.
“Vi mener, at disse demonstrationer illustrere levedygtigheden af samlinger af trådløst drevet og kontrolleret funktionelle origami robotter og udstyr,” bemærkede forfatterne i undersøgelsen. “En potentiel anvendelse indebærer origami-baseret medicinsk udstyr, der opererer fjernt inde i den menneskelige krop uden behov for lagring af energi eller kontrol elektronik.”
Langs disse linjer, forskerne forestiller en synkbar folde robot, der kan erstatte en invasiv endoskop. Sådan en maskine kunne bevæge sig omkring og udføre simple opgaver, som at holde væv eller optager en video. Spændende, meget skalerbare design vil give mulighed for både mindre og større versioner.
“Der er stadig plads til miniaturisering, “sagde Boyvat. “Vi tror ikke, vi gik til den grænse for, hvor små disse kan være, og vi er glade for at videreudvikle vores designs for biomedicinske anvendelser.”
Vendes blikket fremad, forskere planlægger at eksperimentere med robotter af forskellige størrelser og fysiske konfigurationer, og at arbejde med forskellige frekvensområder. Som en folde-robot, der kan antage, at forekomsten af en origami-som svane, tidslinjen for, at der er en smule mere uklart.
[Videnskab Robotteknologi]