چه کسی به پاها احتیاج دارد؟ با اجسام براق خود ، مارها می توانند تا 14 مایل در ساعت لاغر شوند ، به فضای تنگ ، درختان در مقیاس فشار دهند و شنا کنند. چگونه آنها این کار را انجام می دهند؟ همه در مقیاس است. با حرکت یک مار ، مقیاس های آن زمین را می چسباند و بدن را به جلو سوق می دهد - شبیه به این که چنگک ها چگونه به رهگذران کمک می کنند تا جایگاه هایی را در یخ های لغزنده برقرار کنند. این حرکت موسوم به اصطکاک به دلیل شکل و موقعیت مقیاس مار امکان پذیر است.

اکنون ، تیمی از محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد جان A. پالسون (SEAS) یک ربات نرم تولید کرده اند که از همان اصول حرکتی برای خزیدن بدون هیچ گونه اجزای سفت و سخت استفاده می کند. مقیاس های رباتیک نرم با استفاده از کریگامی ساخته می شود - یک کاردستی کاغذی باستانی ژاپنی که برای تغییر خواص یک ماده به جای برش های اوریگامی متکی به برش ها است. با کشیدگی این ربات ، سطح صاف کریگامی به سطحی با بافت 3 بعدی تبدیل می شود که زمین را دقیقاً مانند مارهای دریایی چنگ می زند.

این تحقیق در Science Robotics منتشر شده است .

احمد رفسنجانی ، همکار فوق دکتری در SEAS و اولین نویسنده مقاله گفت: "در سال های اخیر تحقیقات زیادی صورت گرفته است که چگونه می توان از این نوع سازه های مضر و کششی استفاده کرد." "ما نشان داده ایم که اصول kirigami می تواند در روبات های نرم ادغام شود تا بتواند حرکتی را به روشی ساده تر ، سریعتر و ارزانتر از بسیاری از تکنیک های قبلی بدست آورد."

محققان با یک ورق پلاستیکی صاف و ساده شروع به کار کردند. آنها با استفاده از دستگاه برش لیزری ، آرایه ای از برش های در مقیاس سانتی متر را جاسازی کردند و در شکل ها و اندازه های مختلف آزمایش کردند. محققان پس از برش ، ورق را به وسیله یک محرک الاستومر لوله مانند پیچیدند ، که مانند یک بادکنک منبسط می شود و منقبض می شود.

محققان دانشگاه هاروارد یک ربات نرم با الهام از مارها ساخته اند. این روبات با استفاده از کریگامی ساخته شده است - یک کاردستی کاغذی باستانی ژاپنی است که به جای برچسب های اریگامی ، بر برش ها تکیه می کند تا خصوصیات یک ماده را تغییر دهد. با کشیدگی این ربات ، سطح صاف کریگامی به سطحی با بافت 3 بعدی تبدیل می شود که زمین را دقیقاً مانند مارهای دریایی چنگ می زند. اعتبار: هاروارد SEAS
هنگامی که محرک گسترش می یابد ، kirigami پاپ را جدا می کند ، و یک سطح خشن را تشکیل می دهد که زمین را می چشد. هنگامی که محرک خنثی می شود ، برش ها مسطح می شوند و خزنده را به جلو سوق می دهد.

محققان یک ربات کاملاً بدون دردسر را ساخته اند که دارای یک کنترل یکپارچه پردازنده ، سنجش ، تحریک و منبع تغذیه بسته بندی شده در دم کوچک است. آنها این آزمایش را خزنده در سراسر دانشگاه هاروارد آزمایش کردند.

این تیم با برش های مختلفی از جمله مثلث ، دایره و ذوزنقه آزمایش کردند. آنها دریافتند که برش های ذوزنقه ای - که بیشتر به شکل مقیاس های مار شباهت دارند - ربات را به یک گام طولانی تر تبدیل می کند.

محققان دانشگاه هاروارد یک ربات نرم کاملاً بی حس و بی هوشی ساخته اند که دارای کنترل یکپارچه ، سنجش ، تحریک و منبع تغذیه بسته بندی شده در یک دم کوچک است. اعتبار: احمد رفسنجانی / هاروارد دریاها
رفسنجانی گفت: "ما نشان می دهیم که با متعادل کردن درست هندسه بریده شده و پروتکل تحریک ، می توان از ویژگیهای حرکتی این پوسته های کریگامی استفاده کرد." "با حرکت به جلو ، این مؤلفه ها می توانند برای بهبود پاسخ سیستم بهینه سازی شوند."

کاتیا برتولدی ، استاد مکانیک کاربردی و ویلیام و ایمی کوان دنوف ، استاد مکانیک کاربردی و نویسنده ارشد این مقاله گفت: "ما معتقدیم که استراتژی مبتنی بر Kirigami ما راههای طراحی کلاس جدیدی از خزندگان نرم را باز می کند." "این روبات های نرم همه جانبه می توانند یک روز در محیط های دشوار برای انجام ماموریت های اکتشاف ، بازرسی ، نظارت و جستجوی و نجات حرکت کنند یا روشهای پیچیده و درمانی لاپاروسکوپی را انجام دهند."