종이접기에서 영감을 받아 변신하는 '변신 로봇'

종이 접기 기술에서 영감을 받은 노스 캐롤라이나 주립 대학의 엔지니어들은 단 3개의 활성 모터를 사용하여 단일 플라스틱 큐브 구조를 1,000개 이상의 구성으로 변환하는 방법을 발견했습니다. 이 발견은 예를 들어 우주에서 사용되는 다용도 로봇 구조와 같이 다양한 기능을 수행하고 심지어 부하를 운반할 수 있는 형태를 바꾸는 인공 시스템의 길을 열 수 있습니다.

"우리가 묻는 질문은 어떻게 형태 변형에 전력을 공급하는 최소한의 액츄에이터를 사용하여 다양한 다용도 형태를 달성할 수 있는가 하는 것입니다."라고 기계 및 항공우주 공학 부교수이자 해당 작업을 설명하는 논문의 공동 교신 저자인 Jie Yin이 말했습니다. "여기서 우리는 자연에서 관찰되는 계층적 개념(예: 다층 근육 섬유)을 사용하지만 플라스틱 큐브를 사용하여 변형 로봇을 만듭니다."

NC 주립 연구진은 3D 프린터를 사용하여 속이 빈 플라스틱 큐브를 조립하고 그 중 36개를 회전 경첩과 함께 조립했습니다. 일부 경첩은 금속 핀으로 고정되었고 다른 경첩은 모터로 무선으로 작동되었습니다.

연구원들은 단 3개의 활성 모터를 사용하여 큐브를 1,000개 이상의 모양으로 이동할 수 있었습니다. 이러한 형태에는 터널형 구조물, 다리형 구조물, 심지어 다층 건축물까지 포함됩니다.

묶이지 않은 트랜스포머 로봇은 단지 구조의 모양이 변하는 방식을 제어하는 ​​것만으로도 발 없이 앞, 뒤, 옆으로 이동할 수 있습니다. 또한 봇은 평평하거나 완전히 열린 상태에서 상자와 같은 더 큰 큐브 또는 완전히 닫힌 상태로 비교적 빠르게 변형될 수 있습니다. 로봇은 또한 자체 무게의 약 3배에 달하는 하중을 운반할 수 있습니다.

다음으로, 연구원들은 변압기 로봇을 더욱 향상시키려고 시도할 것입니다.

"우리는 더 큰 하중을 견딜 수 있는 보다 견고한 구조를 만들고 싶습니다"라고 NC 주립대 박사후 연구원이자 논문의 공동 교신저자인 Yanbin Li가 말했습니다. "예를 들어 자동차 모양을 원한다면 자동차 모양으로 변형될 수 있는 첫 번째 구조물을 어떻게 설계해야 할까요? 또한 우주 로봇과 같은 실제 응용 프로그램을 사용하여 구조를 테스트하고 싶습니다."

NC 주립대 박사후 연구원이자 논문 공동 제1저자인 안토니오 디 랄로(Antonio Di Lallo)는 "우리는 이것이 배치 가능하고 구성 가능한 우주 로봇과 서식지로 사용될 수 있다고 생각합니다"라고 말했습니다. "모듈식이라 우주로 보내서 대피소나 서식지로 조립한 뒤 분해할 수 있어요."

"사용자의 경우 조립과 제어가 쉬워야 합니다"라고 Yin은 말했습니다.

기계항공우주공학과 부교수인 Hao Su가 논문의 공동 교신저자입니다. NC 주립 박사 Junxi Zhu 학생, Yinding Chi, 전 Ph.D. NC State의 학생이기도 하며 논문을 공동 집필했습니다.

결과는 다음과 같습니다. 네이처커뮤니케이션즈. 연구 자금은 CMMI-2005374, CMMI-2126072 및 2231419 보조금에 따라 국립 과학 재단에서 제공되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240729173403.htm