Роботы оригами

Сложить и расправить. Искусство оригами в робототехнике / Хабр

Не так давно на Хабре вышла новость о разработке червеобразных мягких роботов, которые легко меняют форму и длину для проникновения в труднодоступные места. Подобный робот – не только миниатюрное, но и высокотехнологичное устройство, оснащенное датчиками и серьезно адаптирующее свои функции к меняющимся условиям окружающей среды. Такое бионическое направление развития робототехники логично и ожидаемо, но, в то же время, оно перекликается с не менее интересным феноменом модульной робототехники. Модульный робот автоматически собирается из относительно простых единиц, которые могут сами добираться до точки стыковки, ориентируясь на разметку в помещении, например, на складе.

Интересующимся модульной робототехникой я рекомендую посмотреть диссертацию и научные работы Никиты Павлюка, познакомившего меня с этой темой. Здесь я затрону тему модульных роботов лишь в качестве контекста, подчеркнув их важнейшую черту – способность к реконфигурации. Шагом вперед от реконфигурации мне видится реализация приемов оригами в робототехнике, о чем я и расскажу далее.

Реконфигурируемые модульные роботы и роботы-оригами

Модульная робототехника изучает целое семейство робототехнических систем, состоящих из мелких взаимосвязанных единиц-модулей, соединяемых через стыковочные интерфейсы. Эти роботы состоят из относительно простых и самодостаточных блоков, каждый из которых оснащен собственными датчиками, исполнительными механизмами и вычислительными средствами. Но наиболее существенны в их конструкции именно интерфейсы, через которые группы этих блоков могут сочленяться в более крупные или многофункциональные структуры. Роботов, обладающих такой возможностью, называют «самореконфигурируемыми», где самореконфигурироемость – это обратимый процесс, при котором дискретные единицы группируются друг с другом, и это делается без внешнего управления. Модульные роботы значительно выигрывают у жестких в функциональном и экономическом отношении. Поскольку такой робот может изменять форму, перераспределяя собственные детали, он адекватно приспосабливается к изменениям окружающей среды. Например, к исходной конфигурации модульного робота можно добавлять специализированные единицы, нужные для выполнения поставленной задачи: например, захваты, аккумуляторы или видеокамеры.

В структурном отношении простой модульный робот наиболее похож на змейку Рубика, состоящую из большого количества блоков:

Процесс сбора элементов модульным роботом можно сравнить с электронной игрой в «змейку». Змейка достраивается поблочно и с ростом количества блоков все более разнообразны варианты ее реконфигурации на плоскости. Этот же пример со змейкой выдает важную уязвимость модульных роботов: чем больше однотипных элементов в такой конструкции, тем сложнее ее конфигурировать и тем сложнее роботу действовать в тесной или загроможденной среде. Если робот должен действовать в среде, малодоступной или непригодной для человека, то и управлять роботом придется удаленно, и исправить ошибки (ре)конфигурации будет затруднительно. Поэтому реконфигурируемым модульным роботам не хватает пластичности, характерной для мягких роботов, упомянутых в начале этой статьи. В свою очередь, мягкие роботы не отличаются прочностью и не умеют реконфигурироваться.

Именно поэтому в робототехнике оказался перспективен подход оригами. Роботы, устроенные по принципу оригами, могут быть модульными, но при этом настолько гибкими, что не уступают мягким роботам при работе в сложной окружающей среде.

Это автономные машины, чьи морфологические и функциональные свойства достигаются путем образования складок. Корпус оригами-робота состоит из множества динамических складок, благодаря совместной работе которых машина приводится в движение. Оригами-роботам присуща особая пластичность, поскольку они одновременно обладают свойствами жестких и мягких роботов. Такой подход к сборке роботов можно считать нисходящим, тогда как для робототехники в целом характерен восходящий принцип: мельчайшие узлы и сочленения постепенно собирают в более крупную структуру (что требует не только участия человека, но и времени, усилий и опыта). Подход оригами одновременно упрощает проектирование и сборку роботов. При традиционном подходе для сборки робота требуется сложная система креплений и монтажных средств, специфичных для каждой собираемой модели, тогда как оригами – это выкладка нужных деталей на плоскости с последующим складыванием их в нужную форму. В таком случае удается быстро создавать, тестировать и дорабатывать весьма сложные формы. Также при использовании метода оригами возможна быстрая реконфигурация сборочных линий.

Робот Mori

Наиболее известным модульным роботом-оригами является Mori, собранный в Политехнической Школе Лозанны в 2016 году.

Робот Mori

«Mori» — это сокращение от «modular origami robot». Каждый треугольный элемент робота оснащен собственными элементами питания и датчиками:

Длина такого элемента – всего 70 мм, толщина – 6 мм, вес – 26 г. Mori поддается дистанционному управлению:

Здесь модуль управляется из соседнего помещения через прорезь в стенке и сам подхватывает объект, находящийся вне досягаемости пользователя. Затем первый модуль подбирается еще к трем модулям, подцепляет их по команде пользователя, после чего четыре модуля складываются в «контейнер», представляющий собой правильный тетраэдр. Поскольку все элементы Mori идентичны, они не только хорошо подгоняются друг к другу, но и могут образовывать прочную «решетку» правильной формы.

Разработка роботов-оригами тесно сопряжена с созданием умных материалов для них. Во-первых, такой материал должен реагировать на показания датчиков, встроенных в модуль; например, сигналом к началу сборки может стать повышение температуры материала или показания датчика приближения (proximity sensor). Для роботов-оригами особенно нужны пьезоэлектрические материалы и материалы с функцией запоминания формы (shape memory).

Рассмотрим их подробнее.

Роботы-оригами для реального использования

Пьезоэлектрические материалы изменяют форму в ответ на прилагаемый к ним электрический ток. Характерный пример – керамический перовскит, обеспечивающий движение оригами-микроботов. Несмотря на малый радиус действия, пьезоэлектрические исполнительные механизмы хорошо управляют складчатыми передачами, благодаря чему робота-оригами можно сделать ходячим и даже летающим. В таких системах сравнительно немного степеней свободы, но в миллиметровом масштабе электромагнитные приводы такого рода неэффективны, поэтому предпочтение все чаще отдается пьезоэлектрическим.

Сплавы с эффектом памяти формы (SMA). Это умные материалы, чья форма меняется в ответ на изменение температуры. Целевая форма детали задается и «усваивается» при нагревании до высокой температуры. После охлаждения и последующего нагревания до температуры перехода, более низкой, чем «учебная», деталь принимает заданную форму. Именно так и реализуется изменение форм по принципу оригами. Принцип сохраняется и при интеграции таких сплавов в композитные материалы. Через листы и плоские элементы робота можно пропускать витые провода из SMA, при воздействии на которые робот меняет форму и двигается. Кроме сплавов эффектом памяти формы также обладают некоторые полимеры (полиолефин, полистирен), в целом обладающие более широким (по сравнению со сплавами) диапазоном настраиваемых параметров, например, рабочего напряжения и рабочих температур. «Учебная» температура аналогичных сплавов может достигать 300 °C, а у полимеров или материалов из углеволокна остается в пределах 200 °C. При этом полимерам также более удобно придавать заданный паттерн и дешево производить. Правда, пластичность некоторых из таких полимеров оставляет желать лучшего – для возврата детали в исходное состояние после работы может потребоваться дополнительное внешнее воздействие. Чтобы достигать в таких случаях двунаправленную, а не однонаправленную пластичность, предпринимаются попытки конструировать оригами-роботов на основе диэлектрических эластомеров и гидрогелей.

Армирование благородными металлами

В целом описанные материалы хороши для прототипирования оригами-моделей. Если говорить об оригами-роботах для промышленного использования, очевидно, что гибкости и легкости недостаточно. Такие роботы должны включать металл, который будет обеспечивать не только механическую прочность, но и электрическую проводимость и, соответственно, упростит обмен данными между модулями.

Оказалось, что непросто подыскать материал, который был бы пригоден для техники оригами, но при этом легко инкорпорировал бы атомы металлов. Для этой цели отлично подошел оксид графена (GO). Как известно, листы графена обладают нанометровой толщиной, поэтому складываются, сгибаются и принимают волнообразную форму, не разрушаясь ни при изготовлении, ни в динамике. В такие листы удалось включить атомы платины, золота и серебра. Когда оригами-робот приобретает подобный металлический «скелет», его функциональные возможности значительно расширяются: робот приобретает тензочувствительность и способность к беспроводной телекоммуникации. Шаблон для металлизированного модуля такого рода изготавливается из целлюлозы, затем покрывается оксидом графена, далее в него добавляются нанокристаллы благородного металла, образец прокаливается в аргоновой атмосфере и, наконец, обжигается:

Наряду с прочностью требуется обеспечить гибкость такого элемента. Для этого целлюлозно-платиновый образец удобно постепенно пропитывать эластомером, например, полидиметилсилоксаном (ПДМС).

Такие платиново-эластомерные оригами можно категоризировать как реконфигурируемые метаматериалы, способные послужить многофункциональным каркасом при изготовлении мягких роботов. Изменения формы, достигнутые роботом, сохранялись при линейном напряжении. Кроме того, проводящие платиново-эластомерные оригами обладают тензочувствительностью, даже без интеграции датчиков. Сам скелет робота действует как тензочувствительный датчик и позволяет отслеживать движения робота в режиме реального времени. Плоский целлюлозно-платиновый элемент сохраняет проводящие свойства (на уровне микроволокон) при сгибе до 60°, а при сгибе до 90° трескается.

Применение

Образование и игра. Складывание оригами привычно воспринимается как игровая активность, поэтому роботы-оригами привлекательны для детей и подростков. Материалы, рассмотренные в начале этой статьи, в частности, целлюлоза, безопасны в обращении, они легкие и без труда упаковываются и доставляются клиенту. Поскольку роботы-оригами такие легкие, для движения им хватает слабого и несложного мотора, а управлять таким роботом удобно со смартфона.

Космонавтика. Как я упоминал выше, роботы-оригами особенно удобны для работы в условиях, непригодных для человека, например, в космосе и на Марсе или Луне. Оригами-робот может быть максимально компактно уложен в спускаемом модуле, а затем принять нужную форму уже по прибытии на место назначения. Кроме того, марсианский робот-оригами мог бы проникать в пустоты и пещеры, в которые не попадает привычный марсианский ровер типа Curiosity, либо компактно складываться при пыльной буре, либо свертывать и развертывать исполнительные механизмы в зависимости от решаемой задачи. Таков, например, спроектированный NASA робот PUFFER (Pop-Up Flat Folding Explorer Robot).

Медтехника. Роботы-оригами пришлись кстати в современной медицине, где все чаще требуются сложные миниатюрные устройства, пригодные для использования внутри человека. Например, предполагается, что робота можно будет заключать в растворимую капсулу, так, чтобы в ней он попадал в желудок и уже там развертывался.

Такие роботы могли бы удалять из организма инородные тела, залечивать раны, либо прицельно доставлять лекарство к тому или иному органу, а также способствовать развитию хирургии без разрезов. Более того, раскрывающийся робот может расширить просвет кровеносного сосуда и почистить его от тромбов.

Раскладные солнечные панели. Отчасти этот вариант связан с вышеупомянутой возможностью использования оригами в космонавтике, но здесь техника оригами применяется к обширному составному зеркалу. Солнечная батарея может частично складываться или развертываться, реагируя на длину светового дня, на то, не занесло ли ее песком или снегом, а также сама стряхивать с зеркала снег, либо складываться при сильном ветре или в других опасных ситуациях. Кроме того, техника оригами позволяла бы тщательно контролировать угол наклона солнечных панелей.

Теоретически техника оригами могла бы обеспечить автономные метаморфозы робота; пока такие метаморфозы, которые позволяли бы роботу ситуативно менять функциональные возможности, затруднительны: ведь каждый узел робота обычно имеет строго конкретное назначение. Однако, если исполнительные механизмы робота могут меняться по принципу оригами, то робот может менять способ движения (например, ехать или ползти), менять форму захвата, регулировать силу и жесткость схвата, плыть, скользить и даже взлетать.

На этом я поставлю точку с запятой, дав слово моим читателям; посмотрим, насколько интересен был этот обзор, и стоит ли браться за рассказ на смежную тему, занимающую меня не менее, чем роботы-оригами: 3D-печать механизмов с заданными свойствами.

Созданы уникальные роботы-оригами для удаления тромбов

Источник — https://zen.yandex.by

Они могут складываться и принимать различные формы.

Группа ученых из Мичиганского университета разработала микророботов, похожих на японские оригами.

«Наши небольшие роботы могут складываться в различные формы, не повреждая своей структуры. Занимая необычные положения, роботу могут выполнять разные задачи», – рассказывают разработчики.

Они отметили, что данные устройства способны очищать воду и доставлять лекарства в организм.

Прибор для удаления тромбов поразил пользователей Сети→

Их размер – не более сантиметра. Устройства оснащены складывающимся механизмом, покрытым слоем золота и полимера, который действует как бортовой привод.

Микроробот работает от электрического тока, который позволяет менять температуру материала, благодаря чему устройство способно трансформироваться наподобие оригами.

«Когда ток проходит через слой золота, он производит тепло, которое мы используем для управления движениями микробота. Мы приводим в движение первый слой, нагревая систему, а затем разворачиваемся, давая роботу остыть. Этот метод управления позволяет микроботам занимать одно положение, выполняя задание, а затем быть снова занимать привычное положение, – объяснили ученые.

Такой робот может не только проникать в узкие трубы и труднодоступные места, но и заниматься доставкой лекарства в организм, а также использоваться для прочистки артерий от тромбов.

1. Поделиться ссылкой:

Роботы оригами от MIT – для чего их создают?

Починка варочной панели, отнюдь, является не самым простым занятием, поэтому чаще всего, приходиться прибегать к помощи профессионалов. Ремонт варочной панели может занять продолжительно время у тех, кто впервые с этим сталкиваться. И как раз наоборот – тот, кто знаком с данным ремеслом, быстро и качественно справиться с поставленным перед ним задачей. Поломки в варочных панелях могут быть абсолютно разными, поэтому всегда следует знать, какой характер того или иного повреждения, или поломки. К тому же, варочные панели отличаются и в зависимости от производителя, таким образом, очень важно знать, как обслуживается та или иная панель, в зависимости от компании.

Гарвардский институт Висса давно уже ведет тесное партнерство с институтом технологий штата Массачусетс, и сейчас благодаря нему мир увидел совершенно новых роботов. Из обычного 2D-листа пластика они могут превратиться в киберкрабов, работая на самой обычной батарейке. Этот вариант строительства роботов является альтернативой тяжелым, цельнометаллическим агрегатам со съемными двигателями, множеством сенсоров и источников энергии. Согласно новому веянию можно будет создать элегантный дизайн творений, которые, как ростки поднимаются из плоского состояния.

В экстремальных условиях такой вариант создания роботов может оказаться чрезвычайно важным. Ведь для полноценного полета на Марс потребуется целая армия вспомогательных роботов, притом, что достаточно проблематично будет взять с собой все необходимые агрегаты для создания привычных роботов в космосе. Та же ситуация наблюдается и в сфере спасательных работ. Здесь все чаще применяются роботы, а развернуть их на новой местности в сжатые сроки не представляется возможным. Новый подход был назван роботы-оригами. Таким образом, будут создаваться куда менее мощные конструкции, которые взамен весу будут отличаться высокой гибкости и дешевизне. Это позволит совершать больше экспериментов и подвергать устройства риску, не слишком страдая в финансовом плане в случае потери агрегата.

Плоские пластиковые листы не столь привлекательны, как распечатанные 3D-технологией элементы или результаты электронно-лучевой плавки, но такие гибкие роботы будут создаваться с использованием 2D-принтеров и лазерных резаков, проверенных и безотказных. Кроме того, эти устройства могут работать и без доступа воздуха. Прежде компания IKEA перевернула представление покупателей о сфере почтовых заказов мебели. А роботы-оригами смогут совершить революцию в своей сфере. Пока что основным минусом этих устройств является невосполнимость нанесенного им ущерба. Если обычный робот сам может заменить на себе неисправную деталь, то повреждение одной части конструкции робота-оригами, скорее всего, уничтожит его полностью. Но, вполне возможно, в будущем удастся устранить этот существенный недостаток.

Эти роботы создаются из композитов, обладающих такими свойствами, которых в природной среде не встретишь. Это гибкие платы, которые уложены между собой пластиковыми слоями и растянутым полистиролом, толщиной не больше бумажного листа. Маленький аккумулятор и несколько моторчиков снабжают устройство питанием и возможностью к передвижению. Вся конструкция настолько мала, что может быть помещена в конверт. В развернутом виде эти роботы способны передвигаться со скоростью 200м/ч.

Роботы-оригами создавались уже не первый год, в основу разработки легли предыдущие работы специалистов Гарварда и Массачусетского Института. Вполне возможно, в будущем эта технология позволит создавать роботов из обычного листа бумаги.

Робот-оригами умеет принимать форму, подходящую для любого пространства

Разработчики представили две схемы роботов, использующих колеса, сделанные по принципу оригами, для преодоления препятствий.

^{Новый робот умеет изменять форму колес в зависимости от предстоящего задания.}

Как работает система-оригами

Структура колеса разработана на основе «волшебного шара», одного из традиционных приемов оригами. Каждое колесо умеет увеличиваться в размерах для преодоления препятствий сверху или уменьшаться, чтобы пройти под препятствием.

^{Каждое колесо оборудовано отдельным сервомотором и датчиками, определяющими характер местности. Бесступенчатая автоматическая трансмиссия позволяет колесам робота плавно реагировать на изменения рельефа.}

Новый робот создан южнокорейскими учеными из Сеульского национального университета, его презентация состоялась на Международной конференции по робототехнике и автоматизации. Совместно с корейцами над созданием робота трудились сотрудники Лаборатории микроробототехники Гарвардского университета. Ведущий конструктор колеса профессор Кю-Джин Чо рассказал, что минимальный диаметр колеса составляет 5,5 сантиметра, а максимальный — 12 сантиметров. Для трансформации достаточно мощности вмонтированного внутрь сервомотора.

Предполагается, что механизм трансформации поможет роботу совмещать и скорость и мощность одновременно. До сих пор при создании транспортных роботов конструкторы вынуждены были увеличивать скорость в ущерб мощности (и наоборот)

Создатели робота говорят, что механизм не нуждается в настройке извне. Он самостоятельно определяет нагрузку на колеса и повышает крутящий момент, когда нагрузка становится слишком сильной. Одна из сфер, в которой может быть использовано изобретение, - конструирование луноходов и других механизмов, предназначенных для автономной работы в сложных условиях.

Программируемый материал в медицинской технике: робот оригами из мяса - новости

Программируемая материя в медицинской технике: робот оригами из мяса

Исследователи из Массачусетского технологического института США, Японского Токийского технологического института и британского университета в Шеффилде разработали новый медицинский робот, изготовленный из программируемого вещества. И свиной кишечник.

КВАЙЛ (компьютерная наука и лаборатория искусственного интеллекта) MIT выпустила объявление о крошечном проглатываемом роботе, предназначенном для проглатывания и отправки для выполнения задач в организме человека. Робот является новейшим в серии программируемых роботов материи, известных как «роботы оригами», названных так из-за их способности складываться в разные формы.

Робот оригами полностью развернут (слева) и в частично сложенном состоянии со встроенным магнитом (справа). Изображение предоставлено MIT.

Эти программируемые материальные роботы могут изменять форму на основе предварительно установленных складок в полужестком материале, из которого они изготовлены. Путем ввода различных алгоритмических электрических сигналов сплавы с памятью формы роботов могут собираться в разные формы, не будучи физически затронутыми.

Роботы активируются и разворачиваются при воздействии тепла. Затем они управляются «внешним программируемым приводом». Другими словами, робот управляется запрограммированными магнитными полями, генерируемыми извне. Это стало возможным благодаря небольшому магниту, сложенному в программируемый материал.

Растворимый свиной кишечник

Согласно директору CSAIL от MIT Daniela Rus, довольно упрощенный список материалов, необходимых для создания этих роботов оригами, означает, что они значительно дешевле в производстве, чем их традиционные роботизированные аналоги.

Но за последний год команде пришлось решать проблемы, которые по сути приходят с помещением чужого материала, в данном случае крошечных роботов, в человеческий организм. Как говорит Русь: «Задача разработки робота-робота - поиск биосовместимых материалов.

Решение в этом случае состояло в том, чтобы основывать программируемый материал на высушенном кишечнике свиньи - такой же тип кишечника свиньи, который использовался в колбасных оболочках.

Материал кишечника свиньи является водорастворимым и биологически совместимым, что облегчает обработку и выдворение его пищеварительных трактов.

Применение в медицинской области

Надежда состоит в том, что эти миниатюрные роботы смогут доставлять лекарства в определенные точки человеческого тела и даже наносить раны на внутренние раны.

Однако в настоящее время магниты в новейших роботах оригами поддаются определенной и важной медицинской задаче: удаление проглоченных батарей.

Батареи-кнопки обычно проглатываются детьми и, если их оставляют в теле, могут вызывать эрозию в желудке и пищеводных прокладках.

Эта новая модификация робота оригами на основе свиного кишечника обещает свою перспективную способность вытаскивать сворачивающиеся батареи в пищеварительный тракт. Несмотря на то, насколько инвазивным кажется, что у программируемого материального робота в желудке, этот робот предназначен для проглатывания и выделения.

через GIPHY

Робот оригами, все еще частично заключенный в ледяную таблетку, демонстрирует, как он может магнитно захватывать проглоченную батарею. Видео предоставлено MIT.

После попадания в организм робота будут манипулировать (через внешние магнитные поля) в процессе работы с проглоченной батареей. Как только он перетащит указанную батарею в правильное положение в пищеварительной системе (где ее можно безвредно обработать), робот будет растворяться и выводиться вместе с батареей, которую он отправил для сбора.

Поскольку роботы разворачиваются при воздействии тепла, текущий план предназначен для их проглатывания при помещении в таблетку из льда. Это гарантирует, что роботы только разворачиваются (а затем переделываются), как только они достигают желудка пациента.

Следующими шагами, по словам Руса, являются разработка и прикрепление датчиков к роботам оригами, чтобы они могли контролировать свои собственные действия вместо того, чтобы полагаться на инструкцию от внешнего магнитного поля.

Вот операционный робот, вдохновленный оригами, работа Гарварда и Sony

Mini-RCM — новый прототип миниатюрного операционного робота. Это устройство, вдохновленное искусством оригами, имеет размер теннисного мяча и весит столько же, сколько злотый. Он был создан исследователями из Гарвардского Института Висса и компании Sony .

Как выглядит робот Mini-RCM / фото Engadget

Вдохновение на первый шаг

Два руководителя группы, Роберт Вуд (Гарвард) и Хироюки Судзуки (Sony), использовали совершенно новую технику, над которой работал Вуд создать робота в своей лаборатории.А именно, отдельные материалы укладываются друг на друга и только потом вырезаются лазером. Благодаря этому они собираются вместе, и принимает трехмерную форму, похожую на оригами .

Принцип работы и изготовления робота можно увидеть на видео ниже.

Официальная презентация Mini-RCM / Источник: Wyss Institute

Применение робота-оригами

Преимуществом Mini-RCM является его микроскопическая точность. Он уже успешно прошел попытку операции по введению лекарственных веществ в вены на задней части глаза.Mini-RCM проколол искусственное силиконовое представительство центральной вены сетчатки, не повредив его. Стоит отметить, что его толщина составляет для двух человеческих волос.

Тесты также показали, что Mini-RCM , что на 68% точнее , чем система, управляемая человеком.

Роботы DaVinci являются текущим стандартом в операционных. Однако ими сложно пользоваться / рис.. OpenMed

Хотя в ближайшем будущем мы не увидим, как Mini-RCM работает на человеке, он все же может изменить наше восприятие работающих роботов.Они уже не должны быть огромными, громоздкими машинами, а должны быть умелыми, миниатюрными, а главное — автоматизированными — роботами.

Робот-оригами может сам себя собрать

Оригами — одно из древнейших искусств Японии. Замысловатое складывание бумаги, когда-то доступное только японцам, теперь доступно каждому. Некоторые даже используют компьютеры для разработки отдельных этапов сборки новых шаблонов. Мастера оригами моделируют окружающий нас мир, животных, растения, предметы… И элементы этого искусства были использованы в новом проекте ученых из Гарварда и Массачусетского технологического института. Они разработали робота, который может соединяться с другими и выполнять свои задачи без вмешательства человека.

Изготовление робота начинается с листа бумаги и куска полистирола с выгравированными местами для петель. Поскольку одних бумаги и пластика недостаточно для привода и управления роботом, он дополнительно оснащен гибкой печатной платой с установленными двигателями, микроконтроллером и двумя батареями. Микроконтроллер отвечает за активацию систем производства тепла, что помогает собрать робота. Когда материал прогибается в нужных местах, теплогенераторы отключаются и материал через несколько минут затвердевает, микроконтроллер будет отдавать дальнейшие команды его компонентам, направляя робота на выполнение последующих задач.
Эта же группа ученых уже создала складных роботов по образцу роботов и лампы, но это первый проект, способный строить других роботов. До совершенства еще далеко, но это уже первый шаг к созданию автономных роботов. Есть еще проблемы, требующие решения, такие как заблаговременная подготовка материалов, выбор правильных материалов, электропитание и т. д. Первые несколько прототипов сгорели, потому что при изгибе материала выделялось слишком много тепла, материал трескался из-за не хватило его... Как видите, проблем предстоит решить немало.
Ученые считают, что подготовленный ими робот в усовершенствованном варианте сможет использоваться не только в поисково-спасательных миссиях, но и в других задачах. Они считают, что их строительство позволит, например, строить спутники, которые смогут соединяться друг с другом в космосе. Они мечтают о ситуации, когда каждый человек сможет сам построить робота-оригами, для выполнения несложной деятельности — подметания или, например, обнаружения утечки газа.
Разве это не первый шаг в создании нанороботов, известных по Звездным вратам?

Восстание самоскладывающегося робота с оригами

Оригами — это традиционная японская форма складывания бумаги, зародившаяся в 17 веке. Он очень популярен, потому что может превратить плоский лист бумаги в готовую конструкцию простым складыванием. Интересно, что количество складок обычно невелико, но с помощью этого вида искусства можно создавать множество замысловатых и сложных узоров.

Ученые много работали над созданием роботов, способных к самосборке.Они достигли долгожданного рубежа, когда инженеры из Гарварда и Массачусетского технологического института разработали самоорганизующихся роботов, вдохновленных оригами. По словам команды, машина начинается с плоского листа ткани и с помощью техники оригами складывается в 3D-робота, который может ходить и работать без какой-либо помощи человека всего за 4 минуты.

Команда использовала средства автоматизированного проектирования для создания самособирающегося робота из плоского трехслойного листа.Первый лист — бумага, второй — гибкая электроника, а последний — полимер с памятью формы. Лист оснащен двигателями и схемами. Затем инженеры сделали в листе срезы или петли, по которым и происходит складывание. Каждый шарнир запрограммирован на складывание под определенным углом и состоит из небольших цепей, которые нагреваются по команде для перемещения конечностей робота. Программное обеспечение под названием Origamizer используется для определения места сгиба.

Читайте также: Научитесь программировать роботов бесплатно. Любой, Везде, В любое время

Примерно через 4 минуты после складывания шарниры самосборного робота достаточно остывают, чтобы затвердеть, и микроконтроллер робота посылает сигналы ногам робота, заставляя их ходить. Самоскладывающийся робот имеет встроенный таймер, который позволяет начать складывание всего через 10 секунд после установки батареи.

Эти роботы могут двигаться со скоростью примерно 5 см в секунду.Изготовление этого самосборного робота стоит около 100 долларов. Они около шести дюймов в длину, шести дюймов в ширину и около двух дюймов в высоту. Они даже весят менее трех унций (85 граммов). Команда говорит, что роботы могут быть больше или меньше, но с некоторыми ограничениями.

Говорят, что они напоминают роботов из фантастического фильма «ТРАНСФОРМАТОРЫ», но эти роботы не могут стоять в автомобилях или вертолетах. Это всего лишь простые самособирающиеся роботы, но они могут иметь большое значение в будущем.Считается, что это резко снизит стоимость производства, а также облегчит некоторые исключительные случаи использования. Эти небольшие, но легкие роботы могут использоваться для исследования космического пространства и других опасных сред на Земле, которые могут быть непригодны для выживания человека; они могут легко попасть в труднодоступные места во время поисково-спасательных операций, а это значит, что они очень помогают людям.

Посмотрите видео о роботах ниже:

Робот Оригами - сам соберется и отправится в мир

Ученые из Гарварда и Массачусетского технологического института разработали робота, который может собраться и начать работать — и все это без вмешательства человека.

Фото: Гарвардский институт Висса

В складных роботах нет ничего нового. Но исследователи из Гарвардского университета и Института Массачусетского технологического института подняли их на более высокий уровень. Они только что разработали робота, который может собраться сам по себе, а затем начать работать — и все это без вмешательства человека.

Роботы начинаются как лист бумаги, полистирол и стратегически расположенные петли. Для того чтобы устройство функционировало, все шарниры соединяют цепи, составляющие гибкую печатную плату. Не забыли ученые и о двух двигателях, а также двух батареях и микроконтроллере. Когда приходит время, последние активируют системы выработки тепла, что, в свою очередь, приводит к складыванию элементов. Все это похоже на оригами. После остывания шарниров микроконтроллер отдает роботу команды.

Та же группа ученых ранее создала складного робота-червя и автоматическую лампу. Однако последнее изобретение — их первый робот, способный выполнять определенные функции в сложенном виде. Хотя до совершенства еще далеко, этот прибор, несомненно, обладает огромным потенциалом. Используя датчики на роботе, он может «просыпаться» по заданному сигналу, такому как изменение давления или температуры.

Оригами нам наверняка еще не раз напомнят.

Источник: Engadget

Оригами для начинающих - TOYkowicz.pl

Учебники позволят вам войти в удивительный мир складывания бумаги, который является японским искусством оригами. Эти простые модели идеально подходят для детей и начинающих.

Следующие уроки проведут вас в удивительный мир складывания бумаги, который является японским искусством оригами. Эти простые модели идеально подходят для детей и начинающих. При их сборке вся семья получит удовольствие.

Paper Ship:

Сердца:

Бумага Карандаш:

Цикада:

9000 Парусник пингвин:

Рыба:

Бумага лягушка:

Duck:

Bird Летающий:

Цветок:

Бумажная птица

Hat:

Бумага печать:

Фото.

Origami — это искусство складывания бумаги, которое играет важную роль в робототехнике

Ученые из Гарвардского института Висса и Sony создали робота-хирурга, который намного меньше многих других подобных устройств. Вдохновленные оригами, они построили робота mini-RCM размером с теннисный мяч и в то же время очень легкого. Инженер Wyss Роберт Вуд и инженер Sony Хироюки Сузуки построили мини-RCM, используя технологию производства, разработанную в лаборатории Вуда.Это позволило им построить такую уникальную машину.

Хирургический робот-оригами

О чем это? Ну, как и в 3D-печати, материалы накладываются слоями. Затем лазерная резка позволяет создавать трехмерные фигуры — что-то вроде детских книг с движущимися частями. Три линейных привода управляют движением мини-RCM в нескольких направлениях. После первых испытаний ученые обнаружили, что их робот на 68 процентов точнее ручного инструмента. Он также успешно выполнил точную процедуру, в ходе которой хирург вводит иглу через ухо, чтобы ввести терапевтические препараты в крошечные вены на задней части глазного яблока.

Смотрите также: Дешевые китайские смартфоны воруют деньги у пользователей - нам нечего бояться

Конечно, он не делал этого на живом или даже мертвом человеке. Тем не менее, Mini-RCM смог проткнуть силиконовую трубку, имитирующую вену в сетчатке, без каких-либо повреждений.Скорее всего, пройдет некоторое время, прежде чем мини-RCM будет действительно готов к использованию в операционной. Из-за своего размера и веса его будет проще установить, чем многих других хирургических роботов, некоторые из которых занимают целую комнату. Исследователи добавляют, что было бы проще удалить его у пациента, если бы во время процедуры возникли какие-либо осложнения. Впрочем, будем надеяться, что этот функционал будет редко использоваться.

Источник: Engadget

Делиться сообщить об ошибке

Paweł Maretycz

Скептически настроенный поклонник новых технологий.Он любит маленькие устройства, даже его компьютер — mini ITX.

Перейти на домашнюю страницу

Копирование или распространение любой части веб-сайта (графики или текстов) без согласия автора категорически запрещено. Android™ является зарегистрированным товарным знаком Google Inc. Для использования этого знака требуется разрешение Google Inc

Робот-оригами ломается, ходит или плавает и умирает - SamaGame

[ОБЗОР]: Робот-оригами ломается, ходит или плавает и умирает

Новый мини-робот состоит из листа бумаги, по которому он может ходить и даже плавать. Выполнив задание, вы сможете решить робота.

На конференции ICRA по робототехнике в Сиэтле, ICRA, ученые Массачусетского технологического института придумали очень оригинального робота. Малыш начинает свою жизнь как лист бумаги или полистирола, не длиннее 1,7 сантиметра, с маленьким магнитом.Под воздействием источника тепла бумага складывается в сложную форму, по которой оригинальный робот может ходить и даже плавать.

Магнетизм

Робот-оригами движется со скоростью три-четыре сантиметра в секунду с помощью двух магнитов. Первый магнит находится внутри самого робота. Это небольшой блок, вокруг которого строится механическая вещь. Второй спрятан под поверхностью, по которой движется робот. Так что ученые Массачусетского технологического института немного лукавят: без большого дополнительного магнита мини-робот не будет ходить.

Большой электромагнит имеет поле направления, но не тянет робота. Поле включается и выключается с частотой 15 Гц. Это заставляет небольшой магнит на роботе-оригами вибрировать. Асимметричная форма плотной бумаги преобразует эти вибрации в движение. Без складчатого тела магнит робота никуда не денется.

Спортивный

Минидрон

весом 1/3 грамма может ходить по склонам, скользить по блокам, копаться в мусоре, удваивать свой вес и даже плавать.Со временем ученые хотят сделать робота меньше, чтобы он мог начать работать в человеческом теле. Тот факт, что устройство должно находиться в магнитном поле, не является проблемой: магнетизм и медицинский мир уже некоторое время идут рука об руку. Неясно, что именно робот должен делать, скажем, в вашем кишечнике.

После того, как дрон выполнил свою работу, пора действовать спокойно. Пока ученые используют для этого ванну с ацетоном. Корпус робота полностью растворяется в ацетоне, кроме магнита.В будущем ученые видят возможность растворения всего робота в воде. Более умная система складывания, которая по-разному реагирует на температуру, должна позволить создавать несколько форм оригами.

Смотрите также

Поделится

К списку новостей Продолжить