Article

1 - FONDAMENTAUX LIÉS AUX ORIGAMIS

2 - PANOMARA DES ROBOTS ORIGAMIS

3 - MODÉLISATION ET SYNTHÈSE

4 - FABRICATION

5 - ACTIONNEMENT ET COMMANDE

6 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : S7861 v1

Robotique et origamis

Auteur(s) : Stéphane VIOLLET, Kanty RABENOROSOA, Pierre RENAUD

Date de publication : 10 juin 2023

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RÉSUMÉ

Élaborer des systèmes robotiques à partir d’origamis constitue une approche en rupture dans la manière de concevoir, de réaliser et d’utiliser un robot. Cet impact concerne la robotique de manipulation comme de locomotion, en disposant de robots personnalisables et ayant de grandes capacités d’adaptation. Dans cet article, un tour d’horizon complet de la robotique à base d’origamis est proposé. Sur le plan applicatif, l’accent est mis en particulier sur les robots mobiles à locomotion multimodale. Les performances de ces robots sont liées à la capacité à concevoir, produire, modéliser et commander des structures origamis avec actionnement intégré. Ces différents volets sont donc traités. La robotique basée sur les origamis est une voie de recherche interdisciplinaire à l’interface entre la mécanique, la science des matériaux et la robotique. L’article souligne les limites actuelles et problématiques ouvertes posées dans ces disciplines par la réalisation de robots origamis.

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ABSTRACT

Robotics and origamis

Building robotic systems from origami is a breakthrough approach in theway of designing, realizing and using a robot, whether for manipulation or locomotion robotics, by having customizable robots with great adaptation capabilities. In this article, a complete overview of origami-based robotics is proposed. On the application side, the focus is on mobile robots with multimodal locomotion. The performances of these robots are linked to the ability to design, produce, model and control origami structures with integrated actuation. These different aspects are therefore addressed. Origami-based robotics is an interdisciplinary research path at the interface between mechanics, materials science and robotics. The article highlights the current limits and open problems posed in these disciplines by the realization of origami robots.

Auteur(s)

  • Stéphane VIOLLET : Directeur de recherche CNRS - Aix-Marseille Université, CNRS, ISM, 13009 Marseille, France

  • Kanty RABENOROSOA : Maître de conférences (HDR) - Femto-ST, ENSMM, Besançon, France

  • Pierre RENAUD : Professeur des universités - INSA Strasbourg, laboratoire ICube, Strasbourg, France

INTRODUCTION

Les robots origamis vont redéfinir notre manière de concevoir et d’utiliser les robots pour créer des robots personnalisables ayant de grandes capacités d’adaptation. Il s’agit ici de décrire les développements robotiques innovants basés sur une nouvelle famille de structures origamis pour des robots ayant une structure mécanique flexible à la fois active, reconfigurable et déformable. Les robots origamis peuvent par exemple être des robots mobiles à locomotion multimodale ayant une structure reconfigurable afin de rouler, voler, voire glisser sur et dans leur environnement. L’efficacité de ces robots est liée aux capacités du roboticien à concevoir, produire, modéliser et commander des structures origamis avec actionnement intégré. Les robots origamis peuvent en particulier être pilotés par des microactionneurs intégrés au niveau de leurs structures. Il s’agit ici de résumer les bases du développement de futurs robots reconfigurables et déformables, avec la possibilité d’exploiter une structure innovante pour augmenter des capacités robotiques de positionnement, de manipulation, de vol ou de franchissement.

Comme il est décrit dans cet article, la conception et la réalisation de robots origamis est très interdisciplinaire, à l’interface entre plusieurs domaines de recherche tels que la mécanique, la science des matériaux et la robotique. Les robots origamis sont une preuve de concept d’une nouvelle classe de robots à structure déformable de manière dynamique. Pour les développer, des limites dans chacun des domaines mentionnés existent, tout comme à leurs interfaces.

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KEYWORDS

Robotics   |   Actuators   |   Origamis   |   Structural design   |   Compliance

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-s7861


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MCARTHUR (M.), LANG (J.) -   Folding paper : the infinite possibilities of origami.  -  Tuttle Publishing (2012).

  • (2) - FELTON (S.) et al -   A method for building self-folding machines.  -  Science 345.6197, p. 644-646. ISSN : 0036-8075, 1095-9203 (août 2014). DOI : 10. 1126 / science. 1252610. URL : https://www.science.org/doi/10.1126/science.1252610.

  • (3) - FIROUZEH (A.), PAIK (J.) -   Robogami : a fully integrated low-profile robotic origami.  -  Journal of Mechanisms and Robotics 7.2 (mai 2015). ISSN : 1942-4302. DOI : 10.1115/1.4029491.

  • (4) - DEMAINE (E.) et al -   Metamorphosis of the cube.  -  Proceedings of the fifteenth annual symposium on Computational geometry, p. 409-410 (1999).

  • (5) - YELLOWHORSE (A.) et al -   Creating linkage permutations to prevent self-intersection and enable deployable networks of thick-origami.  -  Scientific reports 8.1, p. 1-9 (2018).

  • ...

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