機(jī)器人和折紙，這是在很多人心中永遠(yuǎn)不會(huì)聯(lián)系在一起的兩件事情。但是，這正是來(lái)自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院可重構(gòu)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室（Reconfigurable Robotics Lab）的Jamie Paik教授和她的團(tuán)隊(duì)正在研究的重點(diǎn)。她們正在開(kāi)發(fā)一種被稱(chēng)為Robogami的機(jī)器人，顧名思義，這種機(jī)器人非常像折紙（Origami）。它輕、薄如紙，而且可折疊，robogamis被設(shè)計(jì)成一系列相連的薄片，而且這些薄片上嵌入了驅(qū)動(dòng)器，使它們能夠移動(dòng)、爬、跳，以及像折紙那樣自動(dòng)折疊。
“不像其他的機(jī)器人，在設(shè)計(jì)和制造的時(shí)候需要一個(gè)固定的目標(biāo)和形狀，我希望我的機(jī)器人能夠像折紙那樣非常靈活地變形?！彼f(shuō)，“而對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，這意味著它可以用于很多應(yīng)用”。
該團(tuán)隊(duì)的最新研發(fā)出來(lái)的一種robogami型號(hào)，被稱(chēng)為“Tribot”，最近正在德國(guó)漢堡進(jìn)行的2015年國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)大會(huì)上展示。Tribot可以在跳躍和爬行之間自如地切換，這意味著它可以在前進(jìn)中跳過(guò)障礙?？茖W(xué)家們?cè)谠O(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)參照了仿生學(xué)的原理：Tribot的爬行模式是基于尺蠖的運(yùn)動(dòng)，而它的跳躍能力則是模仿跳蚤。
“這種不尋常的機(jī)器人可以跳到自己身高七倍的高度，而且它不需要在每次跳躍之間進(jìn)行復(fù)位?！?span>Paik稱(chēng)。
Tribot有2厘米高，重量?jī)H為4克，它的前身是一個(gè)四足爬行機(jī)器人。由于尺寸很小，傳統(tǒng)的致動(dòng)電機(jī)對(duì)于它來(lái)說(shuō)就太笨重了。因此，robogamis的運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器是由形狀記憶合金制成的，這種材料能夠在變形后記住其初始形狀。研究人員使用了鎳和鈦兩種材料的形狀記憶合金，這種致動(dòng)器囊受到電流加熱或者無(wú)線(xiàn)微加熱器加熱作用時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致在不同方向上的運(yùn)動(dòng)。
“我們給機(jī)器人裝了無(wú)數(shù)個(gè)致動(dòng)器，每一個(gè)都相對(duì)應(yīng)于其它致動(dòng)器獨(dú)立?！痹搶?shí)驗(yàn)室的博士研究生Zhenishbek Zhakypov稱(chēng)，“通過(guò)依次激活致動(dòng)器，機(jī)器人就開(kāi)始爬行。而它的跳躍模式取決于彈簧，這些彈簧也是用形狀記憶金屬（SMA）制造的?！?/span>
說(shuō)了半天，跟3D打印有毛的關(guān)系嗎？實(shí)際上，在討論這種機(jī)器人如何才能大規(guī)模的制造時(shí)，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為3D打印就是最適合的方式，該技術(shù)可以簡(jiǎn)單、快捷地制造出構(gòu)建Robogami機(jī)器人的多個(gè)層。這些層需要嵌入曲率傳感器，SMA致動(dòng)器、控制電路，以及用于激活SMA致動(dòng)器的加熱器等。這些層可以很容易地組裝和運(yùn)送，Paik將其比喻為宜家家具組裝。
Robogami的未來(lái)意味著什么？有很多可能性。其多變的運(yùn)動(dòng)方式和可能夠根據(jù)周?chē)h(huán)境進(jìn)行自動(dòng)反應(yīng)的能力使其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣闊：例如，它可以用來(lái)通過(guò)自主導(dǎo)航穿越崎嶇地形，這使它非常適合用于搜索和營(yíng)救任務(wù)。
“經(jīng)過(guò)精心編程，這個(gè)“折紙片”可以搖身一變成為一個(gè)小桌子，或一個(gè)小房子，甚至是飛機(jī)...它的可能性是無(wú)限的。”Paik說(shuō)。
目前研究團(tuán)隊(duì)正在為其增加更多的傳感器，例如加速度計(jì)和微型攝像機(jī)等，以及讓機(jī)器人具有彼此交互的能力。關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目的更多信息請(qǐng)參閱Paik教授與其助手合著的論文（點(diǎn)擊進(jìn)入）。
