受折纸启发的可变形变形机器人

导读 受折纸艺术的启发,北卡罗来纳州立大学的工程师们发现了一种方法,只需三个主动马达,就能让一个塑料立方体结构变成 1,000 多种形状。这
2024-07-30 11:22:52

受折纸艺术的启发,北卡罗来纳州立大学的工程师们发现了一种方法,只需三个主动马达,就能让一个塑料立方体结构变成 1,000 多种形状。这一发现可能为变形人工系统铺平道路,这种系统可以承担多种功能,甚至可以承载负载——例如用于太空的多功能机器人结构。

该研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

“我们要问的问题是如何用最少的执行器来实现多种多样的形状,”机械和航空航天工程副教授、这项研究的论文共同通讯作者尹杰说。“在这里,我们使用了自然界中观察到的分层概念——比如分层的肌肉纤维——但用塑料立方体来创造一个变形机器人。”

北卡罗来纳州立大学的研究人员使用 3D 打印机组装了空心塑料立方体,并将其中 36 个用旋转铰链组装在一起;一些铰链用金属销固定,而另一些则通过电机无线启动。

研究人员仅使用三个主动马达就能将立方体移动成 1,000 多种形状。这些形状包括隧道状结构、桥梁状结构,甚至多层建筑。

这些不受束缚的变形机器人无需双脚,只需控制结构形状的变化即可向前、向后和向侧面移动。这些机器人还可以相对快速地从平面(完全打开)变成盒状的较大立方体(完全闭合)。这些机器人还可以承载约三倍于自身重量的负载。

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