一种基于折纸的机器人结构灵感来自瓢虫的翅膀

我们的目标是为跳滑机器人开发机翼，”软机器人研究中心主任，这项研究的首席研究员邱久进告诉TechXplore。“跳跃式滑行运动可以提高机器人的能源效率和行进距离。为此，机翼应在空气动力的作用下可折叠，迅速展开且具有弹性。”

在过去的研究中，大多数研发跳滑机器人的研究人员都采用了设计策略，即在机器人机翼上增加连杆，弹簧和致动器。但是，这些技术往往会使机器人特别笨重，从而阻碍了机器人的整体运动性能。

Cho和他的同事着手开发一种跳滑机器人的设计策略，该策略从自然界，尤其是从瓢虫甲虫中汲取灵感。瓢虫可以在0.1秒内迅速展开复杂折叠的翅膀;比眨眼更短的时间。

此外，众所周知，瓢虫的翅膀具有很高的强度和坚固性，可以防止它们在高频率拍打时折叠或屈曲。Cho和他的同事们希望创建一种人造结构，其质量类似于瓢虫的机翼，可以快速高效地将其部署为机翼。

该研究的第一作者Sang-Min Baek解释说：“我们开发了一种新颖的折纸结构，该结构可以在大力量下快速自我部署并具有弹性。“然后，我们将这种新颖的折纸结构应用于可部署机翼模块的机翼框架。基于此可部署机翼模块，我们能够构建具有轻巧，可折叠但坚固的机翼的跳滑机器人。”

瓢虫的翅膀既容易展开又能抵抗的原因是它们围绕着独特形状的带状弹簧状静脉而建。当瓢虫的翅膀折叠时，这种带状弹簧状的静脉会变形，从而将弹性能量存储在其中。这种存储的能量最终使机翼能够快速，轻松地展开。

Baek解释说：“由于带状弹簧状静脉的横截面曲率，机翼在较大的空气动力作用下也很坚固，就像卷尺保持其笔直的形状一样。” “我们将其几何形状和顺应性应用于折纸结构的各个方面。因此，折纸结构无需任何其他组件即可获得能量存储和自锁功能。”