Fabricación y diseño de actuadores inflables de kirigami

Las estructuras de kirigami son estructuras creadas por humanos que permiten la fabricación de estructuras extensibles a partir de materiales con propiedades de estiramiento limitadas a través de la reorientación geométrica de sus características. Sin embargo, estas estructuras son generalmente complejas en forma y tienen muchos bordes, lo que dificulta su fabricación precisa sin el uso de herramientas de fabricación de ingeniería. Construir un músculo artificial neumático utilizando conceptos de kirigami sería útil, ya que la estructura podría aprovechar la reorientación de sus características en lugar de depender únicamente del estiramiento o expansión de la estructura, pero la estructura debe seguir siendo hermética a pesar de su forma compleja, lo que resultaría en canales de aire que necesitarían ser sellados a lo largo de cada borde de esta estructura. Esta carta presenta un método de fabricación simple de tres pasos capaz de fabricar actuadores inflables de kirigami con redes de canales de aire de una amplia variedad de formas. Se presentan tres diseños novedosos de actuadores inflables de kirigami utilizando este proceso de fabricación: actuadores de kirigami en paralelo, actuadores de kirigami fuera del plano y actuadores de kirigami en espiral. Estos actuadores son capaces de relaciones de contracción que superan con creces las de los músculos artificiales neumáticos inflables anteriores y pueden implementarse fácilmente como músculos electrónicos activos. Este método de fabricación para actuadores inflables de kirigami abre la puerta a una amplia gama de nuevos diseños de actuadores inflables y podría llevar a diseños aún más optimizados para usos portátiles.