به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس نیوز، محققان نشان داده‌اند که چگونه تکنیک‌های الهام گرفته از "کیریگامی"(kirigami) به آنها اجازه می‌دهد تا ورق‌های نازکی از مواد را طراحی کنند که به محرک‌های محیطی به طور خودکار در شکل‌های دو بعدی و ساختارهای سه بعدی واکنش نشان دهند و ربات‌های کارآمد بسازند.

محققان دستگاه‌های رباتیک متنوعی را به عنوان اثبات مفهوم این رویکرد ایجاد کرده‌اند.

"جی یین" استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی نورث کارولینا و محقق این پروژه می‌گوید: این اولین موردی است که می‌بینیم از الگوهای کیریگامی برای تبدیل ربات‌های ورقه‌ای نازک به اشکال دو بعدی و ساختارهای سه بعدی بدون ورود نیروی مکانیکی استفاده می‌شود و ربات‌ها تغییر شکل می‌دهند. در عوض ما انرژی را به صورت گرما اعمال می‌کنیم و مواد ورقه‌ها خود را به شکلی دیگر تنظیم می‌کنند.

"کیریگامی" یک هنر است که در آن یک تکه کاغذ به گونه‌ای برش داده و تا می‌شود که شکل‌ها و ساختارهای جدیدی با آن ایجاد شود.

مفهوم جدید "کیریگامی فعال" متکی به یک ماده سه لایه است که از دو لایه بیرونی تشکیل شده است که گرما پاسخگو نیست و یک لایه پلیمر در وسط دارد که در واکنش به حرارت منقبض می‌شود.

شکل و ساختار مواد از دو طریق کنترل می‌شود. از طریق برش که به هر سه لایه نفوذ می‌کند و دامنه حرکت مواد را کنترل می‌کند و قلم زنی که به لایه‌های بیرونی نفوذ می‌کند و پلیمر واکنش پذیر نسبت به گرما را در معرض آن قرار می‌دهد و زاویه و جهتی را که مواد در آن قرار دارند، همچنین فاصله تا شدن‌ها را کنترل می‌کند.

بنابراین ربات‌ها می‌توانند به اشکال دو بعدی یا سه بعدی تغییر شکل دهند.

"جی" می‌گوید: ما می‌توانیم با ایجاد تغییرات جزئی، یک الگوی ۲ بعدی با همان الگوی برش ایجاد کنیم و از آن برای ایجاد بسیاری از ساختارهای ۳ بعدی استفاده کنیم. این به طور موثر باعث می‌شود که ورقه‌های کیریگامی فعال قابل برنامه‌ریزی باشند.

محققان به عنوان بخشی از اثبات مفهوم خود از روش کیریگامی برای ایجاد مجموعه‌ای از ربات‌های کیریگامی واکنش ده به گرما، از جمله جعبه‌های خود تاشو استفاده کردند. آنها همچنین یک ربات نرم با بدنه کیریگامی و پاهای بادی ایجاد کردند و با جابجایی جهت بدنه توانستند به سرعت پاها را نیز تغییر دهند و جهت حرکت ربات را تغییر دهند.

"جی" گفت: ما برای این کار از یک پلیمر پاسخگو به گرما استفاده کردیم، اما دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم سایر مواد پلیمری پاسخگو به گرما چنین کاربردی ندارند. ما هیجان زده هستیم تا طیف بالقوه‌ای از برنامه‌های کاربردی برای این مواد قابل برنامه ریزی و فعال را بررسی کنیم.

این مطالعه در مجله National Academy of Sciences منتشر شده است.

انتهای پیام