折紙激發(fā)了3D打印TWISTER機器人的發(fā)展
隨著3D打印技術(shù)擴展了機器人可能的結(jié)構(gòu)和功能的范圍，特別是軟機器人開始對其設(shè)計進行創(chuàng)新。折紙是工程師不斷回顧的一個靈感來源，最近由俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)的一個研究小組開發(fā)了一個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和她的實驗室領(lǐng)導(dǎo)。Lee的團隊從使用紙機器人的初步試驗轉(zhuǎn)移到可以彎曲，收縮，延伸和扭曲的完全3D打印模型的開發(fā)。這個新機器人被稱為TWISTER（TWISted TowEr Robot）。
這個創(chuàng)新項目的具體起點是日本藝術(shù)家立花美雄（Mihoko Tachibana）的作品。這個團隊看到了這個結(jié)構(gòu)的潛力，這個結(jié)構(gòu)是由多個折紙部分組成的塔，將被用于可以有廣泛應(yīng)用的機器人的設(shè)計中。
早期使用紙折疊結(jié)構(gòu)進行的工作試驗看到，Lee的團隊將三個塔的小版本添加到一個更大的塔的一端，并操縱它們像三個相對的手指一樣抓取。不同大小的貨物，如雞蛋或水果，被用來觀察結(jié)構(gòu)如何支撐它們并移動它們。研究小組發(fā)現(xiàn)，指狀元素能夠通過重新分配并相應(yīng)地變形來吸收額外的力量。
這種可變形性是TWISTER等軟機器人項目比傳統(tǒng)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(yīng)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檢測力量并自行調(diào)整。因此必要的人工干預(yù)量大大減少。
軟機器人的另一個好處是它們的安全性得到提高。據(jù)Lee介紹，“這個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(fù)雜的形狀和高度復(fù)雜的基于折紙的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成為可能。每個TWISTER bot由多層規(guī)則的多邊形組成：三角形，六邊形和八邊形，形成一個管狀的塔形。 Lee目前使用電纜驅(qū)動來控制她的創(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(yī)療專業(yè)人士進行談判，討論如何將TWISTER機器人小型化以便將其插入體內(nèi)，進行一些微創(chuàng)手術(shù)。李說：“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造成對組織的壓力。"
如果項目進一步發(fā)展，這些創(chuàng)新的小機器人甚至可能完全離開地球。據(jù)李說，“因為火箭運輸?shù)某杀?，把任何東西放到太空，體積和重量是至關(guān)重要的。這個機器人是完全可折疊的，相比于一個剛性的手臂，輕巧緊湊”。
編譯自：3ders.org
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