Роботы-микрофлаеры используют науку оригами, чтобы падать как листья

Новейшие роботы-оригами способны менять форму за миллисекунды после падения с беспилотного летательного аппарата.

Оригами послужило вдохновением для создания еще одного робота - в данном случае динамически меняющего свою форму после падения с беспилотника, чтобы скользить по воздуху, собирая данные об окружающей среде. Как сообщается в новом исследовании, опубликованном в журнале Science Robotics, ученые из Вашингтонского университета использовали традиционный метод складывания "миура-ори" (вдохновленный геометрическими узорами листьев) для создания своих новых "микрофлайеров".

фото с сайта первоисточника

По словам соавтора исследования Викрама Айера (Vikram Iyer), доцента кафедры информатики и инженерии Университета Вашингтона, микрофлаеры сначала "хаотично" падают с беспилотников в развернутом, плоском состоянии, что очень напоминает спуск листа вяза. Используя крошечные бортовые датчики давления для измерения высоты, а также таймеры и сигналы Bluetooth, роботы затем меняют форму в воздухе, чтобы изменить воздействие воздушного потока на свою новую структуру. Это позволяет роботу более стабильно опускаться, как это происходит с кленовыми листьями.

"Использование оригами открывает новое пространство для проектирования микрофлайеров", - сказал Айер в сообщении Вашингтонского университета. "Этот высокоэнергоэффективный метод позволяет нам управлять спуском микрофлаера без батареек, что раньше было невозможно".

Благодаря небольшому весу микрофлаеров - около 400 миллиграммов, что примерно вдвое меньше веса гвоздя, - роботы уже могут преодолевать длину футбольного поля при падении с высоты всего 40 метров (131 фут). Актуаторы, работающие от аккумуляторов и солнечной энергии, включаются в нужный момент, чтобы контролировать взаимодействие их формы с окружающим воздухом и тем самым управлять направлением спуска. По мнению исследователей, разворачивание ботов в разное время позволит увеличить площадь распространения, а время начала сворачивания, составляющее всего 25 миллисекунд, может быть очень точным. Хотя нынешние роботы совершают переход только в одном направлении, исследователи надеются, что будущие версии будут делать это в обоих направлениях, что позволит совершать более точные посадки во время турбулентной погоды.

фото с сайта первоисточника

Команда считает, что такие микророботы могут быть легко развернуты в качестве полезных датчиков при исследовании окружающей среды и атмосферы. Нынешние модели могут передавать данные о температуре и давлении воздуха по Bluetooth на расстояние до 60 м, но исследователи считают, что в будущем их радиус действия и возможности могут быть расширены.

Оригами все чаще вдохновляет на создание новых креативных роботов. В начале этого года исследователи из Калифорнийского университета разработали гибких "механоботов", способных протискиваться в невероятно узкие пространства. В то же время принципы искусства складывания проявляют огромный потенциал в инженерных и строительных разработках, например, в недавних разработках Массачусетского технологического института, вдохновленных оригами, по созданию пластинчатых решеток для автомобилей, самолетов и космических кораблей.

Первоисточник