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  • El estudio despliega una nueva clase de dispositivos mecánicos

    El profesor Larry Howell demuestra el movimiento en un mecanismo desarrollable. Crédito:BYU

    Tomó poco más de 10 años, pero la ciencia real finalmente se ha puesto al día con la ciencia ficción del traje de exoesqueleto transformador de Iron Man.

    En un artículo publicado hoy en Ciencia Robótica , Los ingenieros de la Universidad Brigham Young detallan una nueva tecnología que les permite construir mecanismos complejos en el exterior de una estructura sin ocupar ningún espacio real debajo de la superficie.

    Esta nueva clase de mecanismos, denominados "mecanismos desarrollables, "obtienen su nombre de las superficies desarrollables, o materiales que pueden adoptar formas tridimensionales a partir de conformaciones planas sin rasgarse ni estirarse, como una hoja de papel o de metal. Residen en una superficie curva (como, decir, los brazos del traje de Iron Man) y pueden transformarse o transformarse cuando se despliegan para cumplir funciones únicas. Cuando no esté en uso, se pueden plegar sin problemas en la superficie de la estructura.

    "Estos nuevos descubrimientos hacen posible construir máquinas complejas que se integran con superficies para ser muy compactas, pero puede implementar y realizar tareas complejas, "dijo el investigador Larry Howell, profesor de ingeniería mecánica en BYU. "Abre un mundo completamente nuevo de dispositivos potenciales que tienen más funciones, pero siguen siendo muy compactos ".

    • Esta imagen muestra cómo los mecanismos desarrollables residen en la superficie de un objeto. Crédito:BYU

    • Mecanismo motorizado de desarrollo cilíndrico. Un motorizado, Enlace completamente giratorio que emerge de un cilindro que da como resultado un movimiento de caminar. Crédito:Nelson et al., Sci. Robot . 4, eaau5171 (2019)

    La fabricación de mecanismos hipercompactos es algo cada vez más importante a medida que los fabricantes de los sectores médico, Las industrias espacial y militar trabajan constantemente para obtener funcionalidades más complejas en menos espacio. Las aplicaciones potenciales de los mecanismos desarrollables incluyen:

    • Médico:instrumentos quirúrgicos que pueden cortar materiales y desplegar luces simultáneamente durante una cirugía mínimamente invasiva
    • Vehículos y aviones:componentes de almacenamiento que podrían desplegarse desde la superficie interior del fuselaje y estar completamente fuera del camino cuando no estén en uso
    • Militar:drones de cuatro rotores que tienen alas ajustables para adaptarse a espacios reducidos
    • Espacio:ruedas que pueden desplegar garras para arrastrarse por las rocas, lo que podría ser especialmente útil para un rover interplanetario.

    Esta nueva clase de estructuras mecánicas evolucionó del trabajo de Howell y su colega Spencer Magleby en ingeniería basada en origami, hecho en colaboración con el artista de origami Robert Lang. Desde paneles solares para la NASA hasta barreras antibalas para agentes de policía, su trabajo ha generado cobertura nacional e internacional. A medida que el grupo de investigadores se trasladó a los principios del origami curvo, las matemáticas revelaron una nueva forma de hacer máquinas más complejas.

    Vídeo que demuestra el movimiento de un mecanismo desarrollable cónico que se ajusta a un cono. Crédito:Nelson et al., Sci. Robot . 4, eaau5171 (2019)

    "Origami fue un trampolín hacia esto, "Dijo Magleby." El arte de Origami nos ha inspirado a hacer cosas que ni siquiera se parecen a Origami, sin embargo, es el núcleo de gran parte de esta nueva ingeniería ".

    Vídeo del movimiento de un mecanismo de línea recta de Chebyshev incrustado en un cilindro. Crédito:Nelson et al., Sci. Robot . 4, eaau5171 (2019)

    La nueva línea de investigación está patrocinada por la National Science Foundation e incluye investigadores de BYU, la Universidad del Sur de Indiana y Lang Origami.

    "Es genial lograr cosas que en el pasado eran simplemente ciencia ficción, "Howell dijo." Estos son descubrimientos que nos permitirán hacer cosas que nadie ha podido hacer antes. Y esperamos que otros ingenieros, a medida que se basan en estos descubrimientos, los aplicará de manera que contribuya a hacer del mundo un lugar mejor.


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