Ett forskargrupp vid Seoul National University under ledning av professor Kyu-Jin Cho har utvecklat en origamiinspirerad robotarm som är vikbar, självmonterande och dessutom mycket styv. (Forskarna inkluderar Suk-Jun Kim, Dae-Young Lee, Gwang-Pil Jung, Professor i SeoulTech)

De utvecklade en ny robotarm med hjälp av ett koncept med variabel styvhet. Robotarmen gjorde det möjligt att ändra formen med en enda tråd, vilket ökar möjligheten till praktisk användning av origamistrukturen. Robotarmen är lätt, och kan vika platt och förlängas som ett automatiskt paraply och blir till och med direkt stel.

Nyckelprincipen är ett hopfällbart skåp och detta gör att robotarmen kan övervinna nackdelarna med origami-inspirerade strukturer som är svåra att motstå yttre krafter och som är svåra att enkelt aktivera.

Den variabla styvhetsmekanismen är baserad på en origami -princip om vinkelrätt vikning; två vinkelräta viklinjer begränsar varandras rörelse. Genom att använda denna princip, en sexkantig struktur (40X40X100 mm) som väger mindre än 30 g tål mer än 12 kg tryckbelastning. Å andra sidan, skåpen kan enkelt låsas upp och strukturen fälls platt genom att dra en enda tråd med en liten kraft.

Fördelarna med den vikbara robotarmen kan maximeras när den är fäst på drönare där vikten och storleksbegränsningarna är de mest extrema. I videon, drönaren viker ut robotarmen, plockar upp ett föremål i diket, och filmar träden. När robotarmen inte används, den viks platt för bekväm manövrering, enkel start och landning. Den föreslagna mekanismen för variabel styvhet kan appliceras på andra typer av robotar och strukturer i extrema miljöer som polära områden, öken, under vattnet, och rymden.

Professor Cho sa, "Mjuka robotar har stora fördelar i sin flexibla rörelse, men de har en begränsning genom att de inte klarar hög belastning utan deformation. Denna robotarm använder tekniken med variabel styvhet som vinner meriter hos både styva och mjuka robotar. Med den här egenskapen, robotarmen kan fällas platt när den inte används och kan vara stel när det behövs. Dessutom, armen är gjord av komposit av tuff ripstop -tyg och specialhanterad stark PET -film för praktisk användning. "

Forskningen kommer att publiceras i det 16:e numret av Science Robotics som omslagsartikel den 14 mars, 2018.

Hur kan robotarmen vikas och fällas ut med en enda tråd? Trådbanan är utformad för att låsa upp den variabla styvhetsmekanismen sekventiellt och sedan vika armen med tråden. När tråden dras med en motor, kraften för att låsa upp den variabla styvhetsmekanismen och kraften att vika armen sker samtidigt. När skåp är fastklämda inuti modulen, den variabla styvhetsmekanismen rör sig och låser upp strukturen, vilket gör det flexibelt att vikas platt. Sedan börjar robotarmen att vika. Denna tråddrivna aktivering har en stor fördel i skalbarhet. Det kan inte bara appliceras på en modul utan också på en seriellt ansluten arm som visas i videon. När tråden rullas upp, modulen förlängs med gummiband installerat inuti och skåpen installeras av magneterna.