La resilienza del drone deriva da una combinazione unica di strati rigidi ed elastici. Attestazione:Alain Herzog / EPFL
Negli ultimi anni, esperti di robotica hanno preso una pagina dalla tradizionale pratica giapponese degli origami e hanno inventato luci, flessibile, e robot e droni altamente innovativi. Sono emersi due tipi di strutture ispirate agli origami:strutture rigide che hanno una certa capacità di carico, ma che si rompono se tale capacità viene superata, e flessibile, strutture resilienti che non possono sostenere molto carico.
ricercatori dell'EPFL, applicando ciò che hanno osservato sulle ali degli insetti, hanno sviluppato un drone origami ibrido che può essere rigido o flessibile a seconda delle circostanze. Quando è in volo, la struttura è sufficientemente rigida da sopportare il proprio peso e resistere alla spinta delle eliche. Ma se il drone si imbatte in qualcosa, diventa flessibile per assorbire l'urto e quindi minimizzare eventuali danni. Questa ricerca, che si sta svolgendo nel Laboratorio di Sistemi Intelligenti di Dario Floreano, è stato pubblicato in Robotica scientifica .
Struttura a sandwich
La resilienza del drone deriva da una combinazione unica di strati rigidi ed elastici. Una membrana elastomerica viene stirata e quindi inserita tra piastre rigide. Quando il sistema è a riposo, le piastre tengono insieme e conferiscono alla struttura la sua rigidità. Ma quando viene applicata una forza sufficiente, le piastre si separano e la struttura può piegarsi.
"Quando realizziamo un drone, possiamo dargli specifiche proprietà meccaniche, "dice Stefano Mintchev, l'autore principale dello studio. "Ciò comprende, Per esempio, definendo il momento in cui la struttura passa da rigida a flessibile." E poiché il drone accumula energia potenziale elastica quando viene ripiegato, può svolgersi automaticamente quando richiesto.
Le strutture che sono rigide e flessibili allo stesso tempo hanno una gamma di altre potenziali applicazioni, anche. Mentre stavano sviluppando il loro drone, i ricercatori hanno utilizzato la stessa tecnologia per creare una pinza soft-touch. La pinza si ammorbidisce una volta raggiunta una certa pressione per non rompere l'oggetto che sta raccogliendo. Ciò significa anche che non può raccogliere un carico che supera la sua capacità.
Stefano Mintchev e il suo drone, che è abbastanza flessibile da assorbire gli urti senza rompersi prima di tornare alla sua forma iniziale. Attestazione:Alain Herzog / EPFL
"L'attuale tendenza nella robotica è quella di creare robot più morbidi in grado di adattarsi a una determinata funzione e operare in sicurezza insieme agli esseri umani. Ma alcune applicazioni richiedono anche un certo livello di rigidità, " dice Floreano. "Con il nostro sistema, abbiamo dimostrato di saper trovare il giusto equilibrio tra le due".
Gli ingegneri hanno applicato la loro tecnica origami a pinze che si ammorbidiscono per adattarsi all'oggetto a portata di mano. Credito:Mintchev et al., Sci. Robot . 3, eaau0275 (2018)
Il drone quadricottero resistente agli urti con "braccia" origami che sono contemporaneamente rigide e morbide. Credito:Mintchev et al., Sci. Robot . 3, eaau0275 (2018)