折纸激发了3D打印TWISTER机器人的发展

随着3D打印技术扩展了机器人可能的结构和功能的范围,特别是软机器人开始对其设计进行创新。折纸是工程师不断回顾的一个灵感来源,最近由俄亥俄州凯斯西储大学的一个研究小组开发了一个基于日本古代折叠艺术的新型3D打印机器人项目
Kiju Lee
该项目由CWRU机械和航天工程北德杰出助理教授Kiju Lee和她的实验室领导。Lee的团队从使用纸机器人的初步试验转移到可以弯曲,收缩,延伸和扭曲的完全3D打印模型的开发。这个新机器人被称为TWISTER(TWISted TowEr Robot)。
这个创新项目的具体起点是日本艺术家立花美雄(Mihoko Tachibana)的作品。这个团队看到了这个结构的潜力,这个结构是由多个折纸部分组成的塔,将被用于可以有广泛应用的机器人的设计中。
 
早期使用纸折叠结构进行的工作试验看到,Lee的团队将三个塔的小版本添加到一个更大的塔的一端,并操纵它们像三个相对的手指一样抓取。不同大小的货物,如鸡蛋或水果,被用来观察结构如何支撑它们并移动它们。研究小组发现,指状元素能够通过重新分配并相应地变形来吸收额外的力量。
CWRU机械
这种可变形性是TWISTER等软机器人项目比传统机器人更重要的优势之一,在这种情况下,它将使这项技术在许多非常有用的方法中得到应用。例如,由于其能够以其能够支持和操作物体的能力,机器人不需要任何额外的传感器来检测力量并自行调整。因此必要的人工干预量大大减少。
 
软机器人的另一个好处是它们的安全性得到提高。据Lee介绍,“这个机器人的可能性是脆弱的物体操纵和直接的人机交互,因为这些机器人是柔软和安全的。”
 
3D打印使复杂的形状和高度复杂的基于折纸的结构的生产成为可能。每个TWISTER bot由多层规则的多边形组成:三角形,六边形和八边形,形成一个管状的塔形。 Lee目前使用电缆驱动来控制她的创作,但她也研究了使用形状记忆合金使其更加自主的可能性。
TWISTER机器人
Lee一直在与医疗专业人士进行谈判,讨论如何将TWISTER机器人小型化以便将其插入体内,进行一些微创手术。李说:“腹腔镜手术通常需要一些坚硬的部分,并从外部控制他们的运动造成对组织的压力。"
 
如果项目进一步发展,这些创新的小机器人甚至可能完全离开地球。据李说,“因为火箭运输的成本,把任何东西放到太空,体积和重量是至关重要的。这个机器人是完全可折叠的,相比于一个刚性的手臂,轻巧紧凑”。

编译自:3ders.org

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