Origami Yapıları Robotlarda Uyarlanabilir Sertliğe Yol Açıyor

Arizona Eyalet Üniversitesi’nden yapılan yeni bir araştırma, eğri origami yapılarının robotlarda ayarlanabilir esneklik sağlamaya nasıl yol açabileceğini gösteriyor. Ayarlanabilir esneklik, bir robotun görevine bağlı olarak sertliğini ayarlayabilmesini sağlar, bu da geçmişte basit tasarımlarla uygulanması zor olmuştur.

Hanqing Jiang, üniversitede makine mühendisliği profesörü ve “In Situ Esneklik Manipülasyonu Kullanarak Elegant Eğri Origami” başlıklı makalenin baş yazarıdır. Çalışma Science Advances dergisinde yayımlandı.

“Origami yapılarının robotik tasarıma dahil edilmesi, ayarlanabilir esneklik veya sertlik olarak tamamlayıcı bir kavramda mucizevi bir olanak sağlar” dedi Jiang. “Yüksek esneklik veya düşük sertlik, bir kedinin yumuşak inişine benzer. Düşük esneklik veya yüksek sertlik, bir çift sert botla sıçrama yapma benzeri bir şeydir.”

İşlevsel Fark

Jiang, eğri origami ile sağlanan işlevsel farkı spor arabalar ile daha konfor odaklı araçlar arasındaki farka benzetti.

“Spor arabaya benzer bir moda geçiş veya rahat sürüş moduna geçiş gibi, bu eğri origami yapıları aynı anda soft ve hard modlar arasında geçiş yapma yeteneği sunar, bu da robotların çevre ile nasıl etkileşimde bulunduğuna bağlıdır” dedi.
Robotik alanındaki farklı sertlik modları arasında yüksek rijitlik bulunur, bu da ağır yükleri kaldırmak için önemlidir. Yüksek esneklik, darbe emiliminde kullanılır ve negatif sertlik, bir yay gibi depolanan enerjiyi serbest bırakma yeteneğidir ve sprint için kullanılır.

İsteğe Bağlı Esneklik

Sertlik gerektiren robotlar genellikle hantaldır, ancak eğri origami onlara genişletilmiş bir sertlik ölçeğinde çalışabilme olanağı sağlar, bu da isteğe bağlı esneklik demektir.

Araştırmacıların çalışması, origami katlantılarında birleştirilen enerjiyi panel bükülmesiyle birleştirmeye odaklandı, bu da iki nokta arasındaki birden fazla katlantı boyunca hareket ettirilerek ayarlandı. Eğri origami ile tek bir robot çeşitli hareketler yapabilir. Örneğin, ekip bir yüzme robotu geliştirdi, bu robot hızlı, yavaş, orta, lineer ve döndürme dahil olmak üzere dokuz farklı hareket yapabilir. Bunların herhangi birini gerçekleştirmek için yalnızca katlantıların ayarlanması gerekir.

Araştırma prensipleri, robotik dışında, elektromanyetik, otomotiv ve havacılık endüstrilerinde mekanik metamalzeme tasarımı için de faydalı olabilir. Ayrıca biyomedikal cihazların yaratılmasında da yararlı olabilir.

“Bu çalışmanın güzelliği, eğri katlantıların tasarımı ve her eğri katlantının belirli bir esnekliğe karşılık gelmesidir” dedi Jiang.

Araştırmaya katkıda bulunan diğer yazarlar arasında Hanqing Jiang, Zirui Zhai ve Lingling Wu, Mühendislik Okulu’ndan bulunuyor.