Rampants Kirigami Gonflables

Le kirigami offre des opportunités uniques pour un morphing guidé en tirant parti de la géométrie des découpes. Ce travail présente des rampants kirigami gonflables créés en introduisant des motifs de découpe dans des textiles thermoscellables pour obtenir un locomotion lors d'une activation pneumatique cyclique. Le gonflage de poches d'air traditionnelles entraîne un renflement et une contraction symétriques. Dans les actionneurs kirigami gonflés, les forces compressives accumulées brisent uniformément la symétrie, améliorent la contraction par rapport aux simples poches d'air par un facteur de deux, et déclenchent une rotation locale des bords scellés qui se chevauchent et s'auto-assemblent en une surface architecturée avec des caractéristiques émergentes semblables à des échelles. En conséquence, les actionneurs kirigami gonflables présentent une contraction contrôlée et uniforme avec des déformations localisées asymétriques hors du plan. Ce processus nous permet d'exploiter les non-linéarités géométriques et matérielles pour doter les actionneurs kirigami à base de textile gonflable de fonctionnalités locomotives prévisibles. Nous avons caractérisé en profondeur les déformations programmées de ces actionneurs et leur impact sur la friction. Nous avons constaté que les actionneurs kirigami présentent des propriétés de friction anisotropes directionnelles lorsqu'ils sont gonflés, ayant des coefficients de friction plus élevés contre la direction du mouvement, leur permettant de se déplacer sur des surfaces de rugosité variable. Nous avons par ailleurs amélioré la fonctionnalité des actionneurs kirigami gonflables en introduisant plusieurs canaux et segments pour créer des prototypes robotiques souples fonctionnels avec des capacités de locomotion polyvalentes.