Искусство киригами поможет создать роботов нового поколения

Киригами — это японское искусство, родственное хорошо знакомому всем оригами. Только в данном случае бумагу не просто складывают в очаровательные фигурки и скульптуры, но и придают им куда более детализированную форму с помощью ножниц. Вдохновившись эстетикой японской культуры, команда исследователей из Гарварда разработала систему программируемых воздушных шаров, которые при надувании принимают все виды странных и необычных форм. Ученые надеются, что их разработка станет чем-то большим, нежели просто красивой игрушкой, поскольку на базе этой платформы также можно производить новые виды медицинского оборудования.

Листы киригами, узоры на которых располагаются в строго определенном порядке, команда сравнивает с пикселями, формирующими изображение на 2D-поверхности, свернутой в шар. По мере надувания шара разрезы позволяют ему расширяться в одних местах и сужаться в других, что позволяет полностью контролировать процесс.

«Изменяя лишь два параметра «пикселей», мы можем запрограммировать даже самые сумасшедшие конфигурации фигур в шары киригами», — поясняет Антонио Элиа Форте, один из авторов исследования. «Наша стратегия позволяет автоматически создавать воздушный шар, начиная с той формы, которая вам нужна. Такой подход — «снизу вверх» — использует упругость материала, а не только кинетическую энергию»:

Команда также разработала обратный алгоритм, который позволяет оценить уже готовый шар и определить необходимый размер пикселя и дизайн листа для его создания. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.

Хотя исследователи полагают, что эту платформу можно использовать для производства новых медицинских устройств для хирургов или даже конструкций для исследования космоса, в первую очередь они сосредоточат свое внимание на приводах, изменяющих форму, которые подойдут для мягких роботов.