טכניקת הדפסה תלת מימדית חדשה יכולה ליצור "שרירים מגנטיים" דלי נייר, אותם ניתן ליישם על מבני אוריגמי כדי לגרום להם לנוע.
על ידי החדרת אלסטומרים דמויי גומי עם חומרים הנקראים חלקיקים פרומגנטיים, חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט 3-D הדפיסו סרט מגנטי דק שניתן ליישם על מבני אוריגמי. כאשר נחשפו למגנטיות, הסרטים פעלו כמפעילים שגרמו למערכת לנוע, מבלי להפריע לתנועת מבנה האוריגמי.
סוג זה של מגנט רך הוא ייחודי בכמה מעט מקום הוא תופס, אמר Xiaomeng Fang, עוזר פרופסור במכללת וילסון לטקסטיל ומחבר ראשי של מאמר על הטכניקה.
"באופן מסורתי, מפעילים מגנטיים משתמשים בסוגים של מגנטים קשיחים קטנים שאתה עשוי לשים על המקרר שלך. אתה מניח את המגנטים האלה על פני הרובוט הרך, והם היו גורמים לו לזוז", אמרה. "באמצעות טכניקה זו, נוכל להדפיס סרט דק אותו נוכל להניח ישירות על החלקים החשובים של רובוט האוריגמי מבלי להקטין בהרבה את שטח הפנים שלו."
מדענים תכננו את הרובוט העיקרי שלהם כדי להעביר תרופות לכיבים בתוך גוף האדם, באמצעות תבנית אוריגמי בשם מיורה-אורי. הטכניקה מאפשרת למשטח שטוח גדול להתקפל לאזור קטן בהרבה. ה"שרירים" המגנטיים מחוברים להיבטים של האוריגמי – כאשר הם נחשפים לשדה מגנטי, הם עוזרים לאוריגמי להיפתח ולנווט אל מיקום הכיב. העיצוב של Miura-Ori מתאים היטב למתן תרופה, אמר פאנג, מכיוון שניתן לבלוע אותו כחפץ קטן ואז להיפתח כדי לספק תרופה עם כל שטח הפנים שלה.
חוקרים בדקו את הרובוט באמצעות בטן מדומה עשויה מכדור פלסטיק מלא במים חמים. בהנחיית הרובוט דרך הקיבה באמצעות מגנטיות חיצונית, החוקרים תמרנו אותו בהצלחה לאתר כיב, פרסו אותו למצבו הפרוש, ואבטחו אותו למקומו על ידי סרטים מגנטיים רכים מחוברים חיצונית. הגדרה זו אפשרה שחרור מבוקר ויציב של תרופות לאורך זמן, להליך בטוח ולא פולשני המאפשר למטופלים לבצע פעולות יומיומיות כרגיל.
ניסיונות קודמים להשתמש בחלקיקים פרומגנטיים נאבקו לייצר מספיק כוח להזיז רובוטים, אמר פאנג, מכיוון שהם לא הצליחו לארוז מספיק חלקיקים לתמיסת הגומי. הוספת כמות גדולה של חלקיקים הופכת את הגומי הנוזלי לשחור, אשר סופג את ה-UV המשמש למיצוק התמיסה ומונע ממנה להתרפא כראוי. אנרגיה תרמית יכולה גם לעזור לגבש את הגומי, ולכן החוקרים הוסיפו פלטה חמה מתחת לצלחת האיסוף כדי להגביר את אור ה-UV שלהם.
הוספת הפלטה החמה פירושה שנוכל להשתמש בריכוז הרבה יותר גבוה של חלקיקים פרומגנטיים מהרגיל, וזו הייתה פריצת הדרך האמיתית. ככל שאתה מסוגל להשתמש ביותר חלקיקים, כך אתה מסוגל לייצר יותר כוח מגנטי."
Xiaomeng Fang, עוזר פרופסור, Wilson College of Textiles
באמצעות תבנית אוריגמי שונה של Miura-Ori, החוקרים יצרו גם רובוט שני שנועד לזחול קדימה. כאשר ממוקמים בשדה מגנטי, שרירים הממוקמים באזורים ספציפיים של הרובוט גורמים לו להתכווץ, כאשר החלק הקדמי מתרומם והחלק האחורי מתקרב. כאשר השדה כבוי, תנועת החזרה למיקומו המקורי דוחפת את הרובוט קדימה – "צעד" בודד. רובוט אוריגמי זוחל זה מסוגל לעבור מכשולים בגובה של עד 7 מילימטרים עם מהירות מתכווננת באמצעות חוזק ותדר שדה מגנטי, ולהסתגל לשטחים מגוונים, כולל חול.
יחד, שני הרובוטים הללו מדגימים את הפוטנציאל המשמעותי של מפעילים מגנטיים רכים ומבני אוריגמי ברובוטיקה, אמר פאנג.
"ישנם סוגים רבים ומגוונים של מבני אוריגמי ששרירים אלה יכולים לעבוד איתם, והם יכולים לעזור לפתור בעיות בתחומים בכל מקום מביו-רפואה ועד חקר החלל", אמר פאנג. "יהיה מרגש להמשיך ולחקור יישומים נוספים לטכנולוגיה זו."
