ENGINEERINGNET.BE - “Origami heeft inmiddels ook een plek veroverd in de wereld van techniek,” zegt Davood Farhadi, universitair docent aan TU Delft.
“Het is een opkomend vakgebied dat compleet nieuwe mogelijkheden biedt voor het ontwerpen van robotsystemen.”
In de conventionele robotica zijn meestal meerdere actuatoren nodig om beweging in diverse richtingen mogelijk te maken. Farhadi: "Ons systeem maakt echter voorwaartse én draaiende bewegingen mogelijk met slechts één actuator.”
Het team onderzocht hoe veranderingen in geometrie invloed hebben op het eenvoudigste origamipatroon: een enkel vel met vier vouwlijnen.
Ze ontwikkelden algoritmes om het bewegingsgedrag van rechthoekige vellen met deze vouwen te simuleren. Door miljoenen ontwerpen te analyseren, ontdekte Farhadi dat circa 10% daadwerkelijk kon bewegen.
Verrassend genoeg bleek een kleiner deel daarvan zelfs in meerdere richtingen te kunnen bewegen. Door specifieke vouwpatronen zorgvuldig te kiezen, ontstond complexe voortbeweging, waarbij één actuator het vel in meerdere richtingen kon sturen.
Origami heeft veel praktische voordelen: je verspilt nauwelijks materiaal, je hoeft niets weg te snijden, en je kunt dunne, hoogwaardige vellen gebruiken. “Het is goedkoop en schaalbaar,” zegt Farhadi.
Robots geïnspireerd op origami kunnen zo veel efficiënter zijn. “In plaats van één logge Marsrover te sturen om bijvoorbeeld de oppervlaktetemperatuur te meten, kun je een stapel origamirobots meesturen die zich uitvouwen en een veel groter gebied verkennen."
Hij hoopt dat de eenvoud van het ontwerp studenten, onderzoekers en docenten inspireert om zelf met origamirobots aan de slag te gaan. “Door de geometrie aan te passen, zoals afgeronde hoeken of gebogen vouwen, kun je nog meer soorten beweging mogelijk maken, zoals rollen, zwemmen of springen,” stelt Farhadi.
Het bredere onderzoek van Farhadi en zijn team richt zich op hoe geometrische non-lineariteiten de manier waarop we robots ontwerpen, kunnen veranderen. Bijvoorbeeld door het gebruik van elektronica te verminderen.
“Elektronica is vaak het eerste dat faalt, vooral in kritieke omgevingen zoals ruimtevaart, landbouw of chipmachines. Door intelligentie in de vorm van het materiaal zelf te integreren, kunnen we minder afhankelijk worden van kwetsbare componenten.”
