Un team di ricerca della Seoul National University guidato dal professor Kyu-Jin Cho ha sviluppato un braccio robotico pieghevole ispirato agli origami, automontante e anche molto rigido. (I ricercatori includono Suk-Jun Kim, Dae-Young Lee, Gwang-Pil Jung, Professore di SeoulTech)

Hanno sviluppato un nuovo braccio robotico utilizzando un concetto di rigidità variabile. Il braccio robotico ha permesso di cambiare la forma con un unico filo, aumentando così la possibilità di utilizzo pratico della struttura dell'origami. Il braccio robotico è leggero, e può piegarsi ed estendersi come un ombrello automatico e diventa persino rigido all'istante.

Il principio chiave è un armadietto pieghevole e questo consente al braccio robotico di superare gli inconvenienti delle strutture ispirate agli origami che sono difficili da resistere a forze esterne ed è difficile da azionare facilmente.

Il meccanismo di rigidità variabile si basa su un principio origami di piegatura perpendicolare; due linee di piegatura perpendicolari vincolano il movimento dell'altro. Utilizzando questo principio, una struttura esagonale (40X40X100 mm) che pesa meno di 30 g può sopportare più di 12 kg di carico di compressione. D'altra parte, gli armadietti possono essere facilmente sbloccati e la struttura viene piegata in piano tirando un unico filo con una piccola forza.

I vantaggi del braccio robotico pieghevole possono essere massimizzati quando è collegato a droni in cui i limiti di peso e dimensioni sono i più estremi. Nel video, il drone apre il braccio robotico, raccoglie un oggetto nel fosso, e filma gli alberi. Quando il braccio robotico non è in uso, si piega in piano per una comoda manovrabilità, decollo e atterraggio facili. Il meccanismo di rigidità variabile proposto può essere applicato ad altri tipi di robot e strutture in ambienti estremi come l'area polare, deserto, sott'acqua, e spazio.

Il professor Cho ha detto, "I robot morbidi hanno grandi vantaggi nel loro movimento flessibile, ma hanno una limitazione in quanto non possono supportare carichi elevati senza deformazioni. Questo braccio robotico utilizza la tecnologia a rigidità variabile che ottiene i meriti dei robot sia rigidi che morbidi. Con questa proprietà, il braccio robotico può essere ripiegato quando non è in uso e può essere rigido quando necessario. Inoltre, il braccio è realizzato in composito di resistente tessuto ripstop e pellicola in PET resistente appositamente gestita per l'uso pratico."

La ricerca sarà pubblicata nel 16° numero di Robotica scientifica come articolo di copertina il 14 marzo, 2018.

Come può il braccio robotico piegarsi e aprirsi con un singolo filo? Il percorso del filo è progettato per sbloccare in sequenza il meccanismo a rigidità variabile e quindi piegare il braccio con il filo. Quando il filo viene tirato con un motore, la forza per sbloccare il meccanismo di rigidità variabile e la forza per piegare il braccio si verificano simultaneamente. Quando gli armadietti sono incastrati all'interno del modulo, il meccanismo a rigidità variabile muove e sblocca la struttura, rendendolo flessibile per essere piegato piatto. Quindi il braccio robotico inizia a piegarsi. Questa attuazione a filo ha un grande vantaggio in termini di scalabilità. Può essere applicato non solo a un modulo ma anche a un braccio collegato in serie come mostrato nel video. Quando il filo è svolto, il modulo è esteso dall'elastico installato all'interno e gli armadietti sono installati dai magneti.