折紙激發(fā)了3D打印TWISTER機器人的發(fā)展
隨著(zhù)3D打印技術(shù)擴展了機器人可能的結構和功能的范圍，特別是軟機器人開(kāi)始對其設計進(jìn)行創(chuàng )新。折紙是工程師不斷回顧的一個(gè)靈感來(lái)源，最近由俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于日本古代折疊藝術(shù)的新型3D打印機器人項目。
該項目由CWRU機械和航天工程北德杰出助理教授Kiju Lee和她的實(shí)驗室領(lǐng)導。Lee的團隊從使用紙機器人的初步試驗轉移到可以彎曲，收縮，延伸和扭曲的完全3D打印模型的開(kāi)發(fā)。這個(gè)新機器人被稱(chēng)為T(mén)WISTER（TWISted TowEr Robot）。
這個(gè)創(chuàng )新項目的具體起點(diǎn)是日本藝術(shù)家立花美雄（Mihoko Tachibana）的作品。這個(gè)團隊看到了這個(gè)結構的潛力，這個(gè)結構是由多個(gè)折紙部分組成的塔，將被用于可以有廣泛應用的機器人的設計中。
早期使用紙折疊結構進(jìn)行的工作試驗看到，Lee的團隊將三個(gè)塔的小版本添加到一個(gè)更大的塔的一端，并操縱它們像三個(gè)相對的手指一樣抓取。不同大小的貨物，如雞蛋或水果，被用來(lái)觀(guān)察結構如何支撐它們并移動(dòng)它們。研究小組發(fā)現，指狀元素能夠通過(guò)重新分配并相應地變形來(lái)吸收額外的力量。
這種可變形性是TWISTER等軟機器人項目比傳統機器人更重要的優(yōu)勢之一，在這種情況下，它將使這項技術(shù)在許多非常有用的方法中得到應用。例如，由于其能夠以其能夠支持和操作物體的能力，機器人不需要任何額外的傳感器來(lái)檢測力量并自行調整。因此必要的人工干預量大大減少。
軟機器人的另一個(gè)好處是它們的安全性得到提高。據Lee介紹，“這個(gè)機器人的可能性是脆弱的物體操縱和直接的人機交互，因為這些機器人是柔軟和安全的。”
3D打印使復雜的形狀和高度復雜的基于折紙的結構的生產(chǎn)成為可能。每個(gè)TWISTER bot由多層規則的多邊形組成：三角形，六邊形和八邊形，形成一個(gè)管狀的塔形。 Lee目前使用電纜驅動(dòng)來(lái)控制她的創(chuàng )作，但她也研究了使用形狀記憶合金使其更加自主的可能性。
Lee一直在與醫療專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行談判，討論如何將TWISTER機器人小型化以便將其插入體內，進(jìn)行一些微創(chuàng )手術(shù)。李說(shuō)：“腹腔鏡手術(shù)通常需要一些堅硬的部分，并從外部控制他們的運動(dòng)造成對組織的壓力。"
如果項目進(jìn)一步發(fā)展，這些創(chuàng )新的小機器人甚至可能完全離開(kāi)地球。據李說(shuō)，“因為火箭運輸的成本，把任何東西放到太空，體積和重量是至關(guān)重要的。這個(gè)機器人是完全可折疊的，相比于一個(gè)剛性的手臂，輕巧緊湊”。
編譯自：3ders.org
編譯自：3ders.org
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