Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Seúl dirigido por el profesor Kyu-Jin Cho ha desarrollado un brazo robótico inspirado en origami que es plegable, autoensamblaje y también muy rígido. (Los investigadores incluyen a Suk-Jun Kim, Dae-Young Lee, Gwang-Pil Jung, Profesor de SeoulTech)

Desarrollaron un brazo robótico novedoso utilizando un concepto de rigidez variable. El brazo robótico hizo posible cambiar la forma con un solo cable, aumentando así la posibilidad de un uso práctico de la estructura de origami. El brazo robótico es liviano, y puede plegarse y extenderse como un paraguas automático e incluso se vuelve instantáneamente rígido.

El principio clave es un casillero plegable y esto permite que el brazo robótico supere los inconvenientes de las estructuras inspiradas en origami que es difícil de soportar las fuerzas externas y es difícil de accionar fácilmente.

El mecanismo de rigidez variable se basa en un principio de origami de plegado perpendicular; dos líneas de pliegue perpendiculares limitan el movimiento de la otra. Al usar este principio, una estructura hexagonal (40X40X100 mm) que pesa menos de 30 g puede soportar más de 12 kg de carga de compresión. Por otra parte, los casilleros se pueden desbloquear fácilmente y la estructura se pliega tirando de un solo cable con una pequeña fuerza.

Los beneficios del brazo robótico plegable se pueden maximizar cuando se conecta a drones donde las restricciones de peso y tamaño son las más extremas. En el video, el dron despliega el brazo robótico, recoge un objeto en la zanja, y filma los árboles. Cuando el brazo robótico no esté en uso, se pliega para facilitar las maniobras, despegue y aterrizaje fáciles. El mecanismo de rigidez variable propuesto se puede aplicar a otros tipos de robots y estructuras en entornos extremos como zona polar, Desierto, submarino, y espacio.

El profesor Cho dijo:"Los robots blandos tienen grandes ventajas en su movimiento flexible, pero tienen la limitación de que no pueden soportar cargas elevadas sin deformarse. Este brazo robótico utiliza la tecnología de rigidez variable que obtiene los méritos de los robots rígidos y blandos. Con esta propiedad, el brazo robótico se puede plegar cuando no se usa y puede quedar rígido cuando sea necesario. Además, el brazo está hecho de un compuesto de tela ripstop resistente y una película de PET resistente especialmente manipulada para un uso práctico ".

La investigación se publicará en el número 16 de Ciencia Robótica como artículo de portada el 14 de marzo, 2018.

¿Cómo se puede plegar y desplegar el brazo robótico con un solo cable? La trayectoria del cable está diseñada para desbloquear el mecanismo de rigidez variable secuencialmente y luego para doblar el brazo con el cable. Cuando se tira del cable con un motor, la fuerza para desbloquear el mecanismo de rigidez variable y la fuerza para doblar el brazo ocurren simultáneamente. Cuando los casilleros están encajados dentro del módulo, el mecanismo de rigidez variable mueve y desbloquea la estructura, haciéndolo flexible para ser doblado plano. Luego, el brazo robótico comienza a doblarse. Esta actuación accionada por cable tiene una gran ventaja en cuanto a escalabilidad. No solo se puede aplicar a un módulo, sino también al brazo conectado en serie, como se muestra en el video. Cuando el alambre se desenrolla, el módulo se extiende mediante una goma elástica instalada en el interior y las taquillas se instalan mediante los imanes.