Tailoring materials into kirigami robots
Saravana Prashanth Murali Babu, Aida Parvaresh, Ahmad Rafsanjani
剪纸（Kirigami）这一传统纸艺工艺，通过提供多功能、轻量化和适应性强的解决方案，在机器人技术领域具有革命性的巨大潜力。剪纸结构以其弯曲主导的变形特性为特征，能够抵抗拉伸力并在小驱动力下实现形状变换。通过优化切割图案，可以将剪纸组件如执行器、传感器、电池、控制器和主体结构定制用于特定的机器人应用。基于剪纸原理的执行器展现出可通过各种能源编程的复杂运动，而剪纸传感器则弥合了导电性与柔顺性之间的差距。剪纸集成电池使得能量存储能够直接嵌入机器人结构中，增强了灵活性和紧凑性。剪纸控制机制模拟机械计算，实现了形状变换和记忆功能等先进功能。剪纸机器人的应用包括抓取、运动和可穿戴设备，展示了它们对不同环境和任务的适应性。尽管前景广阔，但在为特定功能设计切割图案和优化制造技术方面仍存在挑战。
Kirigami, the traditional paper-cutting craft, holds immense potential for revolutionizing robotics by providing multifunctional, lightweight, and adaptable solutions. Kirigami structures, characterized by their bending-dominated deformation, offer resilience to tensile forces and facilitate shape morphing under small actuation forces. Kirigami components such as actuators, sensors, batteries, controllers, and body structures can be tailored to specific robotic applications by optimizing cut pat...