La robótica blanda está revolucionando la forma de construir robots, cambiando sus componentes rígidos convencionales por flexibles. El contenido de esta tesis estudia la posibilidad del uso de estructuras basadas en el plegado de papel según técnicas de origami para obtener eslabones modulares blandos reconfigurables, incluyendo propiedades de modularidad y escalabilidad. El patrón de origami Kresling presenta beneficios funcionales de su estructura, ya que es biestable y posee dos grados de libertad intrínsecos. Es, por tanto, la configuración elegida en este trabajo para crear módulos robóticos blandos. La cinemática de esta estructura, y en general de los patrones de origami, permiten redimensionar su tamaño, siendo así escalables. Esta tesis presenta prototipos de módulos basados en el patrón de kresling con diversos materiales de fabricación, incluyendo 1) un módulo híbrido que combina materiales y mecanismos rígidos y flexibles, 2) un módulo basado en láminas de polipropileno, del que se exploran sus propiedades de metamaterial y memoria de forma, y 3) módulos fabricados con materiales innovadores con propiedades piezoresistivas y de autocuración. Todos los prototipos han sido controlados y validados, demostrando su funcionalidad y robustez. Asimismo, se presentan diferentes opciones para obtener la modularidad con dos tipos de conexiones: simple y rotacional. Las propuestas abarcan conectores mecánicos y automáticos, tanto flexibles como rígidos, así como actuados y pasivos, según el tipo de módulo. Por otro lado, se estudian las propiedades piezoresistivas de las fibras de nanotubos de carbono como opción para el desarrollo de módulos y sensores blandos. La caracterización de este material innovador sugiere la posibilidad de ser usado como sensor blando de deformaciones en posición y fuerza. Se presentan diversas aplicaciones para la validación de las propuestas presentadas en este trabajo. Las aplicaciones incluyen una garra blanda, una herramienta modular para tareas de pick and place, una superficie blanda para el registro de deformaciones y un sensor blando para actuadores blandos. En resumen, las propuestas presentadas en esta tesis contribuyen al avance de la robótica blanda, ofreciendo conocimientos y soluciones novedosas sobre módulos basados en origami y sobre sensores basados en fibras de nanotubos de carbono.

Soft robotics is revolutionising the construction of robots by replacing their conventional rigid components with flexible ones. The content of this thesis explores the possibility of using paper folding structures based on origami techniques to obtain reconfigurable modular soft links, including properties of modularity and scalability. The Kresling origami pattern offers functional advantages through its bistable structure and inherent two degrees of freedom. Therefore, it is the chosen configuration for the creation of soft robotic modules. The kinematics of this structure, and origami patterns in general, allow for resizing, making them scalable. This thesis presents prototypes of modules based on the Kresling pattern using different manufacturing materials, including 1) a hybrid module combining rigid and flexible materials and mechanisms, 2) a module based on polypropylene sheets, exploring their metamaterial and shape memory properties, and 3) modules based on innovative materials with piezoresistive and self-healing properties. All prototypes have been controlled and validated, demonstrating their functionality and robustness. In addition, different options are presented to achieve modularity with two types of joints: simple and rotational. The proposals include mechanical and automatic module connectors, both flexible and rigid, as well as actuated and passive connection solutions, depending on the module type. In addition, the piezoresistive properties of carbon nanotube fibres are studied as an option for the development of soft modules and sensors. The characterisation of this innovative material suggests its potential use as a soft sensor for position and force deformations. Several applications are presented to validate the proposals of this work. The applications comprise a soft gripper based on origami modules, a modular tool for pick and place tasks, a soft surface for deformation sensing and a soft position and force sensor for soft actuators. In summary, the proposals presented in this thesis contribute to the advancement of soft robotics by providing innovative solutions and insights into origami-based modules and carbon nanotube fibre-based sensors.