An Untethered Miniature Origami Robot that Self-folds, Walks, Swims, and Degrades

A miniature robotic device that can fold-up on the spot, accomplish tasks, and disappear by degradation into the environment promises a range of medical applications but has so far been a challenge in engineering. This work presents a sheet that can self-fold into a functional 3D robot, actuate immediately for untethered walking and swimming, and subsequently dissolve in liquid. The developed sheet weighs 0.31g, spans 1.7cm square in size, features a cubic neodymium magnet, and can be thermally activated to self-fold. Since the robot has asymmetric body balance along the sagittal axis, the robot can walk at a speed of 3.8 body-length/s being remotely controlled by an alternating external magnetic field. We further show that the robot is capable of conducting basic tasks and behaviors, including swimming, delivering/carrying blocks, climbing a slope, and digging. The developed models include an acetone-degradable version, which allows the entire robot’s body to vanish in a liquid. We thus experimentally demonstrate the complete life cycle of our robot: self-folding, actuation, and degrading.National Science Foundation (U.S.) (Grant 1240383)National Science Foundation (U.S.) (Grant 1138967)American Society for Engineering Education. National Defense Science and Engineering Graduate Fellowshi

Robotic metamorphosis by origami exoskeletons

Changing the inherent physical capabilities of robots by metamorphosis has been a long-standing goal of engineers. However, this task is challenging because of physical constraints in the robot body, each component of which has a defined functionality. To date, self-reconfiguring robots have limitations in their on-site extensibility because of the large scale of today’s unit modules and the complex administration of their coordination, which relies heavily on on-board electronic components. We present an approach to extending and changing the capabilities of a robot by enabling metamorphosis using self-folding origami “exoskeletons.” We show how a cubical magnet “robot” can be remotely moved using a controllable magnetic field and hierarchically develop different morphologies by interfacing with different origami exoskeletons. Activated by heat, each exoskeleton is self-folded from a rectangular sheet, extending the capabilities of the initial robot, such as enabling the manipulation of objects or locomotion on the ground, water, or air. Activated by water, the exoskeletons can be removed and are interchangeable. Thus, the system represents an end-to-end (re)cycle. We also present several robot and exoskeleton designs, devices, and experiments with robot metamorphosis using exoskeletons

Advances in Robot Kinematics : Proceedings of the 15th international conference on Advances in Robot Kinematics

International audienceThe motion of mechanisms, kinematics, is one of the most fundamental aspect of robot design, analysis and control but is also relevant to other scientific domains such as biome- chanics, molecular biology, . . . . The series of books on Advances in Robot Kinematics (ARK) report the latest achievement in this field. ARK has a long history as the first book was published in 1991 and since then new issues have been published every 2 years. Each book is the follow-up of a single-track symposium in which the participants exchange their results and opinions in a meeting that bring together the best of world’s researchers and scientists together with young students. Since 1992 the ARK symposia have come under the patronage of the International Federation for the Promotion of Machine Science-IFToMM.This book is the 13th in the series and is the result of peer-review process intended to select the newest and most original achievements in this field. For the first time the articles of this symposium will be published in a green open-access archive to favor free dissemination of the results. However the book will also be o↵ered as a on-demand printed book.The papers proposed in this book show that robot kinematics is an exciting domain with an immense number of research challenges that go well beyond the field of robotics.The last symposium related with this book was organized by the French National Re- search Institute in Computer Science and Control Theory (INRIA) in Grasse, France

Proceedings of the 2018 Canadian Society for Mechanical Engineering (CSME) International Congress

Published proceedings of the 2018 Canadian Society for Mechanical Engineering (CSME) International Congress, hosted by York University, 27-30 May 2018

XLIII Jornadas de Automática: libro de actas: 7, 8 y 9 de septiembre de 2022, Logroño (La Rioja)

[Resumen] Las Jornadas de Automática (JA) son el evento más importante del Comité Español de Automática (CEA), entidad científico-técnica con más de cincuenta años de vida y destinada a la difusión e implantación de la Automática en la sociedad. Este año se celebra la cuadragésima tercera edición de las JA, que constituyen el punto de encuentro de la comunidad de Automática de nuestro país. La presente edición permitirá dar visibilidad a los nuevos retos y resultados del ámbito, y su uso en un gran número de aplicaciones, entre otras, las energías renovables, la bioingeniería o la robótica asistencial. Además de la componente científica, que se ve reflejada en este libro de actas, las JA son un punto de encuentro de las diferentes generaciones de profesores, investigadores y profesionales, incluyendo la componente social que es de vital importancia. Esta edición 2022 de las JA se celebra en Logroño, capital de La Rioja, región mundialmente conocida por la calidad de sus vinos de Denominación de Origen y que ha asumido el desafío de poder ganar competitividad a través de la transformación verde y digital. Pero también por ser la cuna del castellano e impulsar el Valle de la Lengua con la ayuda de las nuevas tecnologías, entre ellas la Automática Inteligente. Los organizadores de estas JA, pertenecientes al Área de Ingeniería de Sistemas y Automática del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de La Rioja (UR), constituyen un pilar fundamental en el apoyo a la región para el estudio, implementación y difusión de estos retos. Esta edición, la primera en formato íntegramente presencial después de la pandemia de la covid-19, cuenta con más de 200 asistentes y se celebra a caballo entre el Edificio Politécnico de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial y el Monasterio de Yuso situado en San Millán de la Cogolla, dos marcos excepcionales para la realización de las JA. Como parte del programa científico, dos sesiones plenarias harán hincapié, respectivamente, sobre soluciones de control para afrontar los nuevos retos energéticos, y sobre la calidad de los datos para una inteligencia artificial (IA) imparcial y confiable. También, dos mesas redondas debatirán aplicaciones de la IA y la implantación de la tecnología digital en la actividad profesional. Adicionalmente, destacaremos dos clases magistrales alineadas con tecnología de última generación que serán impartidas por profesionales de la empresa. Las JA también van a albergar dos competiciones: CEABOT, con robots humanoides, y el Concurso de Ingeniería de Control, enfocado a UAVs. A todas estas actividades hay que añadir las reuniones de los grupos temáticos de CEA, las exhibiciones de pósteres con las comunicaciones presentadas a las JA y los expositores de las empresas. Por último, durante el evento se va a proceder a la entrega del “Premio Nacional de Automática” (edición 2022) y del “Premio CEA al Talento Femenino en Automática”, patrocinado por el Gobierno de La Rioja (en su primera edición), además de diversos galardones enmarcados dentro de las actividades de los grupos temáticos de CEA. Las actas de las XLIII Jornadas de Automática están formadas por un total de 143 comunicaciones, organizadas en torno a los nueve Grupos Temáticos y a las dos Líneas Estratégicas de CEA. Los trabajos seleccionados han sido sometidos a un proceso de revisión por pares