EO

Origami-puzzel helpt bij robotbouw

16 oktober 2019 om 12:45 uur

Origami tegels kunnen als puzzelstukjes aan elkaar gelegd worden. Een complete puzzel is een code voor een vouwpatroon dat op meerdere, precies voorgeprogrammeerde wijzen kan worden gevouwen.

Hoe breng je de vouwen op een vel papier zó aan dat het op 2 precies voorgeprogrammeerde manieren gevouwen kan worden? Onderzoekers uit Leiden en Amsterdam laten zien hoe dat kan met hulp van een ‘alfabet’ van 140 elementaire vouwpuzzelstukjes. De ontdekking kan helpen bij het bouwen van robots, en is een stap naar het ontwerpen van slimme, programmeerbare materialen.


Het onderzoek is beschreven in Nature Physics.


Peter Dieleman, Nick Vasmel, Scott Waitukaitis en Martin van Hecke van het Leids Instituut voor Onderzoek in de Natuurkunde (Lion) en Amolf ontdekten een methode voor het doelgericht ontwerpen van rigid origami. Daarbij wordt een plat vlak opgedeeld in stijve segmenten die alleen langs rechte lijnen vouwen - belangrijk voor technologische toepassingen van origami. "Het is heel lastig om zo'n vouwpatroon te ontwerpen", zegt Van Hecke, "de meeste patronen wringen en leveren niets op."


Tot nog toe waren er maar een paar vouwbare rigid origami-patronen bekend, waaronder miura-ori, een visgraatpatroon uit de Japanse origami-vouwkunst. Op zoek naar meer vouwbare patronen, besloten de onderzoekers uit te gaan van patronen waarbij in ieder kruispunt steeds 4 vouwen samenkomen.


Uitgaand van een kleine basisverzameling van kruispunten, vonden de onderzoekers een manier om ze te combineren tot 'tegels' met in iedere hoek een kruispunt. Door alle mogelijke combinaties te testen, ontdekten ze 140 basis vouwpuzzelstukjes die gegarandeerd kunnen vouwen. Dit zijn de letters in het origami-alfabet.

 

Legpuzzel

Om vervolgens een gegarandeerd vouwbaar patroon te maken, hoef je die tegels alleen nog maar te combineren, als de stukjes van een legpuzzel. Welke stukjes op elkaar aansluiten is gecodeerd in een ingenieus systeem van in elkaar grijpende in- en uitstulpingen. Al puzzelend met de verschillende tegels herontdekten de onderzoekers meteen de klassieke vouwpatronen, zoals het beroemde miura ori-patroon. Maar vooral levert de vouwtegel-legpuzzel een schat aan nooit eerder ontdekte vouwpatronen op.

 

Programmeerbare vouwpatronen

Alle puzzel-vouwpatronen blijken bovendien op minstens twee verschillende manieren te kunnen vouwen, waardoor een vouwpatroon meerdere vormen kan bevatten. Deze vormen zijn precies te programmeren door de tegels in de juiste combinaties aan elkaar te klikken. Om dat te demonstreren ontwierpen de onderzoekers een patroon dat op twee manieren kan vouwen: in de vorm van de Griekse letter alfa, en in de vorm van de letter omega. Met een laserplotter brachten ze dit vouwpatroon aan op een vel van stijf plastic, dat daarna inderdaad netjes op precies twee manieren te vouwen is: als een alfa en een omega.


Zulke programmeerbare vouwpatronen, zegt Van Hecke, kunnen in de toekomst worden toegepast in robots, als uitvouwende zonnepanelen voor satellieten, of mogelijk in slimme materialen met programmeerbare eigenschappen. Maar de ontdekte principes kunnen ook inzicht geven in natuurlijk voorkomende vouwsels, zoals membranen of eiwitten.

 

Gerelateerd nieuws

Brug nodig? AI ontwerpt hem wel

Brug nodig? AI ontwerpt hem wel

Grote ontwerpuitdagingen vereisen een creatieve en onderzoekende manier van beslissingen nemen: een vaardigheid waarin mensen uitblinken. Tot nog toe kon AI dit niet. Als ingenieurs AI gebruiken, passen ze het toe op een…

3D-printer Camozzi in het Guinness Book of World Records (video)

3D-printer Camozzi in het Guinness Book of World Records (video)

De Camozzi Groep heeft een vermelding in het Guinness Book of World Records voor zijn MasterPrint. De 3D-printer is blijkbaar 's werelds grootste printer die print met plastic.

Miljoenen voor onderzoek naar digital twins

Miljoenen voor onderzoek naar digital twins (video)

6 universiteiten en 12 industriële partners gaan samen onderzoek doen naar digital twins. Doel is het ontwerp, de productie en het onderhoud van dit soort systemen te verbeteren. NWO ondersteunt het onderzoek met 4…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Compacte vergrendelmagneten bestand tegen hoge dwarskrachten

Onlangs heeft Magnet Schultz een doorontwikkeling van de serie G SC X geïntroduceerd onder de naam G SC X … B01.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

13 november 2019, Den Bosch

NCAB Group seminar: The challenges of the miniaturization’s densification for PCBs

A free seminar about the challenges of the miniaturization’s densification for PCBs.

13 november 2019, D&F kantoor Breda

Risico Identificatie Technieken in de proces industrie

13 nov, 27 nov en 11 dec 2019

13 november 2019, Bussum

Sunday

Het grootste nationale congres over zonne-energie in Nederland.

Meer agendapunten »