Исследователи из МТУ построили 3D печатные роботы, которые самостоятельно складываются при нагревании

Вдохновившись японским искусством складывания бумаги под названием оригами, исследователи из МТУ создали 3D печатные роботы, которые складываются самостоятельно при нагревании с помощью новых алгоритмов и электронных компонентов.

На Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации в Гонконге, которая состоится на следующих выходных, Даниэла Рус, профессор электротехники и вычислительной техники, а также директор Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (ЛИИИ) при МТУ, представит новую идею 3D печатных роботов под названием «Bakeable».

Ученые напечатали компоненты робота, которые при нагревании автоматически складываются в 3D конфигурации. Исследователи объяснят, как построить электрические компоненты из само-складывающихся материалов, обрезанных лазером, а также представят проекты резисторов, индукторов, конденсаторов, датчиков и приводов - электромеханические "мышцы", которые обеспечивают движения роботов.

«Мы мечтаем о компилярном оборудовании, чтобы можно было обозначить, например, «мне нужен робот, который играл бы с моим котом» или «мне нужен робот для уборки полов», и на основе введенных данных сгенерировать рабочее устройство», - рассказывает Рус.

«На данном этапе мы столкнулись с некоторыми сопутствующими проблемами в пространстве, и одна из них – полноценная система, когда при наличие картинки на одном конце, на другой стороне существует объект, способный распознать ее».

Шухеи Мияшита, член команды исследователей, рассказывает, что их новый проект основан на технологии точного контроля за тем, под каким углом складывается нагретый лист. Если положить лист из поливинилхлорида (ПВХ) между двумя пленками из жесткого полиэстера, пронизанными щелями различной ширины, ПВХ сжимается при нагревании и щели исчезают, как рассказывает Мияшита.

В местах, где края полиэстровой пленки соприкасаются и давят друг на друга, они деформируют ПВХ. Например, если одна щель находится в верхней полиэстровой пленке, а вторая параллельно ей в нижней пленке. Однако, предположим, что щель в верхней части уже, чем в нижней. По мере сжатия ПВХ, края верхней щели будет давить друг на друга, однако между краями нижней щели все еще будет оставаться зазор.

Весь лист будет сгибаться вниз, пока нижние края не встретятся. Конечный угол является функцией разницы в ширине верхней и нижней щелей. Однако создание образца щелей не такая простая задача, как сгибание оригами и корректировка ширины изгибов.

«Мы используем жесткий всеобъемлющий контроль за каждым краем в системе, чтобы они все двигались одновременно», - рассказывает Рус. «Мы хотим спроектировать эти края таким образом, чтобы результатом всех этих составляющих движений, которые являются взаимосвязанными друг с другом, получить геометрически правильную структуру».

Исследователи также рассказывают в статье, что они использовали полиэстер покрытый алюминием, чтобы создать складную электронику. Мияшита спроектировал эти компоненты вручную, так как было необходимо назначать не только их геометрические, но и их электрические свойства. Сенсор, который спроектировал Мияшита, по виду немного напоминает маленький аккордеон. Каждая из складок гармошки содержит отдельный резистор, и, когда складки сжимают, пропорционально изменяется общее сопротивление.

Привод-который обеспечивает движения робота– представляет собой складную катушку, которую необходимо увеличить с помощью пары железных цилиндров, которые можно намагнитить электрическим током. Алюминий не является достаточно хорошим проводником, чтобы завести привод, однако полиэстер, покрытый медью, должен справиться с этой задачей.


Представляем Kayan: эксклюзивный 3D печатный абажур для Plumen

United Nude представляет коллекцию 3D печатной обуви от Захи Хадид и Бена ван Беркеля

Алексис Уолш представляет новую модную коллекцию LYSIS Collection, созданную с помощью 3D печати