Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Seul liderada pelo professor Kyu-Jin Cho desenvolveu um braço robótico inspirado em origami que é dobrável, automontáveis ​​e também altamente rígidos. (Os pesquisadores incluem Suk-Jun Kim, Dae-Young Lee, Gwang-Pil Jung, Professor da SeoulTech)

Eles desenvolveram um novo braço robótico usando um conceito de rigidez variável. O braço robótico tornou possível mudar a forma com um único fio, levantando assim a possibilidade de uso prático da estrutura do origami. O braço robótico é leve, e pode dobrar e estender como um guarda-chuva automático e até mesmo se torna instantaneamente rígido.

O princípio fundamental é um armário dobrável e isso permite que o braço robótico supere as desvantagens das estruturas inspiradas em origami, que são difíceis de resistir a forças externas e são difíceis de serem acionadas facilmente.

O mecanismo de rigidez variável é baseado em um princípio de origami de dobramento perpendicular; duas linhas de dobra perpendiculares restringem o movimento uma da outra. Usando este princípio, uma estrutura hexagonal (40X40X100 mm) que pesa menos de 30 g pode suportar mais de 12 kg de carga de compressão. Por outro lado, os armários podem ser facilmente destravados e a estrutura dobrada puxando-se um único fio com uma pequena força.

Os benefícios do braço robótico dobrável podem ser maximizados quando ele é conectado a drones onde o peso e as restrições de tamanho são mais extremas. No vídeo, o drone desdobra o braço robótico, pega um objeto na vala, e filma as árvores. Quando o braço robótico não está em uso, ele se dobra para facilitar as manobras, decolagem e pouso fáceis. O mecanismo de rigidez variável proposto pode ser aplicado a outros tipos de robôs e estruturas em ambientes extremos, como área polar, deserto, embaixo da agua, e espaço.

Professor Cho disse, "Robôs macios têm grandes vantagens em seu movimento flexível, mas eles têm a limitação de não poderem suportar altas cargas sem deformação. Este braço robótico usa a tecnologia de rigidez variável que ganha méritos de robôs rígidos e macios. Com esta propriedade, o braço robótico pode ser dobrado e achatado quando não estiver em uso e pode ficar rígido quando necessário. Além disso, o braço é feito de um composto de tecido ripstop resistente e um forte filme PET especialmente manuseado para o uso prático. "

A pesquisa será publicada na 16ª edição da Ciência Robótica como artigo de capa em 14 de março, 2018.

Como o braço robótico pode se dobrar e se desdobrar com um único fio? O caminho do fio é projetado para desbloquear o mecanismo de rigidez variável sequencialmente e, em seguida, dobrar o braço com o fio. Quando o fio é puxado com um motor, a força para desbloquear o mecanismo de rigidez variável e a força para dobrar o braço ocorrem simultaneamente. Quando os armários estão encaixados dentro do módulo, o mecanismo de rigidez variável se move e desbloqueia a estrutura, tornando-o flexível para ser dobrado na horizontal. Em seguida, o braço robótico começa a dobrar. Essa atuação acionada por fio tem uma grande vantagem em escalabilidade. Ele pode ser aplicado não apenas a um módulo, mas também a um braço conectado em série, conforme mostrado no vídeo. Quando o fio é desenrolado, o módulo é estendido por elástico instalado no interior e os cacifos são instalados pelos ímanes.