В последние 3 дня о роботе из оригами, разработанном совместно MIT и Гарвардом, сообщили практически все информагентства, включая федеральные телеканалы. Но этот робот далеко не единственный из созданных в технике складывания фигурок из бумаги. «Занимательная робототехника» подобрала для вас еще несколько интересных идей использования оригами в робототехнике.

1. Робот, собирающий сам себя

Первый проект в нашем списке — собственно инфоповод последних дней — самосборный робот. Статья о проекте вышла в номере журнала Science от 8 августа, ее авторы — группа разработчиков из и под руководством Сэма Фелтона (Sam Felton ).

Представленный робот самостоятельно складывается из плоского пластика, обретает нужную форму и начинает движение. Весь цикл сборки занимает 4 минуты и полностью автономен.

На этом видео полностью запечатлен процесс «оживания» робота из плоского листа:

Основа робота представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из бумаги, пластика и медного листа с микросхемой. На пластиковые листы лазером заранее наносятся линии, по которым будет складываться оригами, нужный угол сгиба регулируется температурой нагрева. Кроме того, на плоский лист предварительно устанавливаются двигатели, батареи и необходимые электронные компоненты. Авторы отмечают, что подготовительные шаги занимают около 2 часов.

2. Оригами как основа движения робота

Номер два в нашем обзоре тоже из Гарварда . Этот робот, представленный в 2012 году, создан в виде полого цилиндра и может стягиваться и растягиваться, сгибаться и разгибаться под давлением газа.

Робот относится к семейству гибких пневматических роботов. могут менять форму тела и использоваться в труднодоступных местах.

Пневматический робот-оригами

Корпус устройства выполнен из силиконового высокоэластичного полимера и бумаги. В конструкции робота имеются полости, накачивая в которые воздух, можно менять форму и совершать движения. С помощью разработанной технологии можно создать любые формы пневматических приводов и реализовать любые виды движений.

Впечатляет мощность продемонстрированного робота — при весе в 10 грамм он поднимает груз в 1 кг — т.е. в 100 раз превышающий его собственный.

3. Робот с колесами из оригами

Каков оптимальный размер колеса? Ответ на это вопрос дали ученые из Южной Кореи: правильное колесо само подбирает нужный размер в зависимости от поверхности и задач робота!

Чтобы робот смог проехать в узких отверстиях колесо должно быть маленьким, а чтобы выбраться из ямы или подниматься по ступенькам — эффективнее большой диаметр.

Презентационное видео проекта (непосредственная демонстрация робота на 2:00):

Техника оригами, а именно метод магического шара отлично справляется с изменением диаметра колеса. В представленной модели колесо может регулироваться в диапазоне от 5 до 12 см.

Идея трансформируемых колес не нова — так, робот, колеса которого превращаются в … ноги, был презентован на конференции в Китае.

4. Робот-сегвей из оригами

Проект номер четыре в нашем списке — робот-сегвей, победивший в конкурсе доступных обучающих роботов Робот-сегвей, собираемый по принципу оригами, занял первое место в категории “Оборудование” и второе – в “Программном обеспечении”.

Этот робот изготавливается из плоских листов, которые собираются и оснащаются датчиками и электроникой. Робот предназначен для обучения робототехнике и программированию. Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, у нее более чем серьезный разработчик – уже упоминаемый сегодня MIT .

Робот-сегвей из оригами. Фото: https://sites.google.com/site/mitprintablerobots

Подробнее о роботе-сегвее читайте в нашей .

5. Оригами-андроид от Гервина Штурма

В заключении статьи предлагаем отвлечься от серьезной науки и поработать руками в самой классической технике оригами.

Номер пять в нашей подборке — гугловский Андроид от австрийского специалиста по оригами Гервина Штурма (Gerwin Sturm ).

Подробную схему сборки можно найти на сайте origami.at и на видео ниже:

Оригами-робот в сложенном и собранном виде

Melanie Gonick / MIT

Международная команда исследователей из Массачусетского технологического института, Шеффилдского университета и Токийского технологического института создала оригами-робота, который самостоятельно собирается после попадания в желудок и управляется магнитным полем. Об этом сообщает MIT News, работа будет представлена в конце мая на конференции ICRA 2016 .

Для создания данного робота ученые использовали биосовместимый материал - высушенный кишечник свиньи, который, как правило, используется в качестве оболочки колбас и сосисок. Для того, чтобы робот мог развернуться и передвигаться в желудке, ему необходимо быть достаточно твердым, в то время как биоматериал, наоборот, мягок. Поэтому исследователям пришлось ограничиться относительно небольшим количеством разрезов, вдоль которых робот начинает сгибаться, что позволяет повысить его жесткость.

Робот, помещенный в ледяную капсулу

Melanie Gonick / MIT

В результате у создателей получился небольшой прямоугольный робот, складывающийся в форму гармошки перпендикулярно его продольной оси и имеющий загнутые уголки, которые цепляются за поверхность.

Управление роботом осуществляется с помощью встроенного в него небольшого постоянного магнита. Под воздействием внешнего электромагнитного поля, которое «дергает» робота, он осуществляет прерывистое движение. Кроме того, так как желудок человека наполнен жидкостью, робот также использует тягу, создаваемую в воде.

«Согласно нашим подсчетам, 20 процентов движения осуществляется при помощи воды и 80 процентов с помощью прерывистого перемещения. Поэтому мы активно внедряли концепцию плавниковой конструкции, которая была реализована в виде относительно плоского дизайна», - замечает один из создателей.

Сам робот помещен в ледяную капсулу и, после ее растворения в желудке, он разворачивается. Исследователи уже испытали оригами-робота на силиконовой модели свиного желудка, который был заполнен смесью воды и лимонного сока, имитировавших в данном случае желудочный сок. Робот не только смог самостоятельно собраться, но и вытащить из желудка батарейку.

В будущем исследователи предлагают использовать оригами-робота в медицинских целях для удаления инородных предметов из организма без хирургического вмешательства.

Ранее эти же исследователи оригами-робота, который также самостоятельно собирается и управляется магнитным полем. Он состоял из плоского многослойного листа поливинилхлорида, на который были нанесены разрезы лазером и установлен неодимовый магнит.

Кристина Уласович

​Крошечный лист графеновой бумаги размером меньше человеческого ногтя может стать роботом-оригами, который складывается и ходит по поверхности. Вдохновенный трудами китайских исследователей, робот может проложить путь для таких самостоятельных устройств, как складные крошечные роботы и искусственные мышцы, или даже помочь с техникой биологической ткани на малых масштабах.Исследование проводилось в университете Дунхуа, - сообщает .

Суть проекта

В центре исследования - оригами боты из графена, которые ползают по поверхности по типу червя, складываются в небольшую коробку и даже приобретают «руки», чтобы схватить небольшой предмет. Все движения бумажного робота активируются лазерным светом или теплом, что вызывает сокращение в некоторых частях листа графена.

«Поведение робота программируется таким образом, что мы можем использовать его, чтобы он смог ходить и поворачиваться в разработанных формах просто под дистанционным управлением, или от света и тепла», - сказал Хунчжи Ван, ученый и инженер университета Дунхуа.

Другие исследователи показали, что подобные примеры самостоятельного складывания устройств основанные на определенных типах полимеров. Но Ван и его коллеги решили создать свои оригами-вдохновленные устройства из графена, рассуждая, что в результате объект будет более сильным и универсальным по сравнению с традиционными полимерными материалами.
Самостоятельно складные действия бумаги зависят от различий между двумя типами графена. Первый материал –графеноксида (RGO), который не вступает в реакцию с водой. Второй материал- графен оксидаполидопамин (GO-PDA), может впитывать воду в зависимости от наружной влажности, температуры или света.

Склеивая слои двух материалов, китайская команда создала самостоятельно складное устройство, которое реагирует на лазерный свет или тепло. Слева GО-PDA слои останутся плоскими, потому что они напитываются молекулами воды. Но когда применяется свет или тепло, эти слои освобождаются от воды, в результате чего они сокращаются и создают изгиб. Этот простой механизм позволил команде создать аналоги петлям или суставам, чтобы сделать «программируемые» графеновые устройств, которые отвечали бы на свет или тепло.

«Мы подумали, что это было бы более интересно, когда оригами-робот не только складывает себя, но также может перемещаться самостоятельно», - сказал Ван. «Это было бы прототипом нового вида робота, на наш взгляд».

Всего 200 миллисекунд потребовалось, чтобы лист бумаги ответил на ближний инфракрасный лазерный свет и начал складываться. В одной демонстрации с учетом установленной интенсивности в 100 милливатт на квадратный сантиметр, лист превратился в коробку размером около 3 сантиметров на каждой стороне примерно за 2,6 секунды. Когда свет был выключен, коробка развернулась и снова стала плоским листом за чуть более 13 секунд.

Вторая демонстрация показала, как лист графена превратился в червеобразного робота, способного передвигаться и даже разворачиваться. Три GO-PDA линии различной толщины действовали как суставы, что контактируют под воздействием света и позволяют графеновой бумаге перемещаться. Исследователи также выяснили, как заставить червеобразного робота поворачиваться к свету только на одной стороне бумаги.

Третья демонстрация показала создание рук. Исследователи использовали 4-на-6-сантиметровую руку с захватом, который может поддерживать свою власть над объектом. Во время отдельной демонстрации другая рука бумаги была в состоянии поднять 120 миллиграмм титановой фольги на уровне 7 миллиметров за чуть более 3 секунды.
В этой демонстрации робот питался от лазера при интенсивности 200 мВт / см2. Но исследование показало, что ученые могли изменить и потенциально повысить производительность графеновых бумажных устройств, используя различные уровни лазерного облучения.

Практические применения роботов

Китайские исследователи надеются, что эти графеновые устройства будут иметь в будущем практические применения. Ван предусматривает такую работу как подсобный материал для развития следующего поколения промышленных механических приводов и ведущую к новым видам дистанционно управляемых микророботов, микрожидкостного химического анализа, тканевой инженерии и искусственных мышц.

Такой научный эксперимент может также указать путь к «умной одежде», способной изменять форму или стиль в ответ на такие факторы, как температура тела или изменения окружающей среды. Другой возможностью может стать самостоятельная складная солнечная батарея и другие устройства с самоадаптацией, которые существенно реагируют на изменения в окружающей среде.

По данным сайт, в настоящее время Ван и его коллеги также хотят проверить еще меньшие версии бумажных роботов. Это может привести в будущем к демонстрациям оригами в масштабах меньших, чем ширина человеческого волоса.

«Мы считаем, что чем меньше становится устройство, особенно нананоуровне, тем существенней изменяются его свойства и характеристики», - сказал Ван. – «Поэтому мы заинтересованы в развитии всех роботов-оригами нано-размера».

Многие мальчишки очень любят игрушки-трансформеры. Это связано с тем, что вроде бы предмет один, но при этом играть им можно как двумя разными персонажами. Наиболее популярными являются роботы, превращающиеся в машинки. Сделать их можно не только из пластика, но и из других материалов.

Мир оригами и очень большой, в нем, кроме обычных поделок из бумаги ( , аппликации, топиарии, квиллинг-поделки) есть и трансформеры, и, прочитав эту статью, вы узнаете, как можно сделать один из них своими руками. Ведь ребенку вдвойне будет интереснее, если он сначала его сам сделает, потом только будет играться.

Как делать трансформера из бумаги?

Для его изготовления понадобится только лист серебристой бумаги (фольги на бумажной основе), подходящей для складывания оригами. Только учтите, что стандартный лист размером А4 будем для такой поделки маловат, лучше брать больше (А3 или А2).

Ход работы:

1. Вырезаем из листа бумаги квадрат. Складываем его по диагоналям, а потом углами к центру.
2. Сгибаем верхний угол назад вниз, а потом складываем правую сторону к левой.

3. Берем за край верхний слой бумаги и отодвигаем в сторону. У нас должна получиться фигура, показанная на картинке.
4. Складываем квадрат и с другой стороны. Потом поднимаем середину верхнего квадрата наверх. Делаем так со вторым. В итоге у нас получается базовая фигура оригами «Птица». Опускаем вниз концы бумаги, находящейся сверху, чтобы получилась фигура как на фото. Делаем это и с другой стороны.
5. Складываем образовавшиеся крылья в середину и вниз. После этого с двух сторон поднимаем вверх нижний треугольник, при этом направляя боковые крылья к центру.

6. Меняем местами верх и низ заготовки. Складываем в середину верхние крылья. Образовавшиеся сверху и сзади робмы складываем пополам наверх. Складываем боковой угол к центру, а потом загибаем вовнутрь. Делаем так со всеми четырьмя углами.

7. Полученную заготовку опять переворачиваем сверху вниз. Делая так, как показано на фото, вытаскиваем вперед треугольник посередине детали.

8. Дальше складываем из бумаги по предложенным схемам уже именно трансформера.
9. Это у нас получился самолет. Теперь у него делаем руки, ноги и голову, и у нас получается робот.

Есть второй мастер-класс, как сделать робота-трансформера из бумаги.

Трансформер из бумаги - мастер класс

Для этого нам необходимо распечатать (или нарисовать) детали. Лучше для этого брать плотную бумагу (например: ватман) или матовый белый картон. Они могут быть сразу цветные или просто черно белыми.

Потом аккуратно вырезаем каждую деталь. Очень важно сохранить все припуски для склеивания.

После этого, каждую деталь склеиваем отдельно. Делаем это аккуратно, чтобы нигде не осталось следов клея. Даем их хорошо высохнуть. Наш трансформер не только должен быть объемным, но и двигаться и складываться из робота в машинку. Для этого соединяем проволокой или крепкой по данной схеме все подготовленные детали нашего будущего супер-героя.

Наверное, нет ни одного мальчишки, которого не увлекали бы роботы. Сначала самые простые и забавные, затем, по мере взросления, более сложные и совершенные. Роботам посвящено множество мультфильмов и фильмов. Они могут быть добрыми и агрессивными. Но все они запоминаются надолго. И любой ребенок будет рад иметь дома любимого героя. Робота можно купить в магазине, их выбор просто огромен. Но гораздо интереснее создать игрушку своими руками. Самым простым в изготовлении будет робот из бумаги.

Простой вариант

Для создания моделей из бумаги потребуется:

• схема робота (развертка);
• лист плотной бумаги;
• ножницы, клей.

Для некоторых моделей: игла для проделывания отверстий в деталях (шило), фломастеры для раскрашивания, резинки для скрепления деталей и другие инструменты и приспособления, в зависимости от выбранной модели.

На схемах используют несколько видов линий. Сплошными делают линии разреза, по которым детали вырезают. По пунктирным линиям бумагу сгибают. Если нужно сделать отверстие – то лучше его сделать, используя шило или канцелярский нож, до того, как макет будет вырезан. Чтобы представить, как будет выглядеть робот, нужно все детали согнуть по пунктирным линиям. При склеивании удобнее будет взять клей ПВА, который прочно клеит, но не пачкает бумагу. Собирая основу, нужно быть очень аккуратным, следовать инструкции, чтобы робот мог двигаться.

Порядок работы:

1. Распечатать схему на плотной однотонной бумаге.
2. Очень аккуратно острыми ножницами вырезать все детали развертки, точно следуя инструкции.
3. Все детали необходимо согнуть точно по линиям, как описано в инструкции.
4. Склеить нужные части.
5. Собрать робота, пользуясь описанием.

Добродушный Валли

Начать предлагаем с создания всеми любимого героя одноименного мультфильма робота Валли. Развертка для его изготовления и пошаговая инструкция ниже.

Вырезаем и склеиваем голову робота.

Левая гусеница.

Правая гусеница.

Собираем и склеиваем все детали.

Валли готов, теперь можно играть!

Каких только роботов не делают из бумаги! Посмотрев на схемы, можно выбрать любую модель.

Незабываемый R2-D2

Такой же популярностью пользуется другой замечательный робот. Знакомьтесь: R2-D2 из фантастической саги «Звездные войны». Эта модель сложнее в изготовлении.

Схема прилагается:

Бумажный трансформер

Трансформер Оптимус Прайм не оставит равнодушным ребенка любого возраста. Схема ниже:

Как собрать детали:

1. Приклейте торс к груди.
2. Соедините плечи, грудь и шею резинками.
3. Приклейте голову к шее.
4. Соедините верхние части ног, икры и ступни резинками.
5. Приклейте колеса к икрам.
6. Соедините верхние части ног и торс.
7. Приклейте колеса к бедрам, а бедра – к верхним частям ног.
8. Соедините фрагменты рук резинкой.
9. Соедините плечи, наплечники и предплечья резинкой.
10. Приклейте выхлопные трубы к наплечникам.

Видео по теме статьи

Еще больше идей в подборке видео.