L’origami incurvé offre une nouvelle gamme de rigidité à la flexibilité dans les robots –

«L’incorporation de structures d’origami incurvées dans la conception robotique offre une possibilité remarquable de flexibilité ou de rigidité réglable, comme son concept complémentaire», a expliqué Hanqing Jiang, professeur de génie mécanique à l’Arizona State University. “Une flexibilité élevée, ou une faible rigidité, est comparable à l’atterrissage en douceur navigué par un chat. Une faible flexibilité, ou une rigidité élevée, est similaire à l’exécution d’un saut dur dans une paire de bottes rigides”, a-t-il déclaré.

Jiang est l’auteur principal d’un article, “In situ Manipulation de la rigidité à l’aide de l’origami courbé élégant, “publié cette semaine dans Progrès scientifiques. “Curved Origami peut ajouter à la fois de la force et une flexibilité semblable à celle d’un chat aux actions robotiques”, a-t-il déclaré.

Jiang a également comparé l’utilisation de l’origami courbé aux différences opérationnelles entre les voitures sportives recherchées par les conducteurs qui souhaitent ressentir la rigidité de la route et les véhicules recherchés par ceux qui recherchent une conduite confortable qui atténue les mouvements discordants. “Semblable au passage d’un mode voiture sportive à un mode de conduite confortable, ces structures en origami incurvées offriront simultanément la possibilité de basculer à la demande entre les modes doux et dur en fonction de la manière dont les robots interagissent avec l’environnement”, a-t-il déclaré.

La robotique nécessite une variété de modes de rigidité: une rigidité élevée est nécessaire pour soulever des poids; une grande flexibilité est nécessaire pour l’absorption des chocs et une rigidité négative, ou la capacité de libérer rapidement l’énergie stockée comme un ressort, est nécessaire pour le sprint.

Traditionnellement, les mécanismes d’adaptation des variations de rigidité peuvent être volumineux avec une plage nominale, tandis que l’origami incurvé peut supporter de manière compacte une échelle de rigidité étendue avec une flexibilité à la demande. Les structures couvertes par Jiang et les recherches de l’équipe combinent l’énergie de pliage au niveau des plis de l’origami avec la flexion du panneau, ajustée en basculant entre plusieurs plis incurvés entre deux points.

L’origami incurvé permet à un seul robot d’accomplir une variété de mouvements. Un robot de nage pneumatique développé par l’équipe peut effectuer une gamme de neuf mouvements différents, y compris des mouvements rapides, moyens, lents, linéaires et rotatifs, en ajustant simplement les plis utilisés.

En plus des applications pour la robotique, les principes de recherche de l’origami incurvé sont également pertinents pour la conception de métamatériaux mécaniques dans les domaines de l’électromagnétique, des composants automobiles et aérospatiaux et des dispositifs biomédicaux. “La beauté de ce travail est que la conception de l’origami incurvé est très similaire, simplement en changeant les plis droits en plis incurvés, et chaque pli incurvé correspond à une flexibilité particulière”, a déclaré Jiang.

La recherche a été financée par le programme Mécanique des matériaux et des structures de la National Science Foundation. Les auteurs qui ont contribué à cet article sont Hanqing Jiang, Zirui Zhai et Lingling Wu de la School for Engineering, Matter, Transport and Energy de l’Arizona State University, et Yong Wang, Ken Lin du Département de génie mécanique de l’Université de Zhejiang, Chine.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université de l’État d’Arizona. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.