Brubotics lab ontwikkelt nieuw constructiemateriaal voor zelfhelende robots

In kader van prestigieus Europees ERC-project engineert Brusselse Brubotics onderzoekslab rubberachtig polymeer met helende capaciteit waarmee robots beschadigingen zelf kunnen herstellen.

Trefwoorden: #brubotics, #cobot, #robot, #Vanderborght, #vub

Lees verder

research

( Foto: VUB )

ENGINEERINGNET.BE- In het roboticalab van de Vrije Universiteit Brussel wordt al enige tijd onderzoek verricht naar nieuwe constructiematerialen voor zogenaamde 'soft robots'. Dit zijn machines die in de plaats van metaal opgebouwd zijn uit flexibele materialen, naar analogie van het zachte weefsel waaruit de mens en vele andere organismen bestaan.

Het belang van zachte bouwmaterialen voor robots is duidelijk: uit zachtere materialen opgebouwde machines kunnen veiliger samenwerken met mensen (denk aan de nieuwe generatie cobots), plus ze kunnen beter omgaan met drukgevoelige en breekbare voorwerpen. Zo kunnen ze bijvoorbeeld gebruikt worden om delicate en malse voorwerpen te grijpen in de voedselindustrie of in minimaal-invasieve chirurgie. Daarnaast spelen ze een belangrijke rol bij revalidatie en armprotheses. Ook voor Disney bleef deze nieuwe technologie niet onopgemerkt. De film Big Hero 6 stelt de opblaasbare robot Baymax voor, een soft robot gebaseerd op een werkend prototype.

Helaas hebben zachte materialen het nadeel niet erg duurzaam en veel gevoeliger te zijn voor beschadiging door scherpe voorwerpen of overmatige druk. Eens 'gekwetst', moeten de componenten vervangen worden of belandt de robot bij het vuil.

In het kader van een Europees ERC-project hebben VUB-ingenieurs nu een methode ontwikkeld waarmee soft robots beschadigingen zelf volledig kunnen herstellen. Centraal in hun concept staan voldoende sterke, rubberachtige polymeren die over een ingebouwde helende capaciteit beschikken. Na beschadiging keren deze materialen onder invloed van opwarming eerst terug naar hun oorspronkelijke vorm, om vervolgens volledig te herstellen. Zonder toevoeging van extra materiaal of addivitieven.

In een testproject werd het materiaal toegepast in drie zelfherstellende robotonderdelen: een grijper, een robothand en een kunstmatige spier. Deze veerkrachtige, op luchtdruk werkende onderdelen werden gecontroleerd beschadigd om te testen of het wetenschappelijke principe ook in de praktijk werkt. De resultaten waren volgens de onderzoekers 'zeer bevredigend': realistische schade kon volledig worden hersteld, zonder zwakke plekken achter te laten. Na herstel konden de prototypes hun taken weer volledig opnemen.

Het zachte, zelfhelende materiaal is op zich niet nieuw, en wordt al gebruikt om onder meer smartphones en voertuigcarrosserieën te coaten. De verdienste van de VUB-onderzoekers is dat ze het polymeer re-engineerden met eigenschappen specifiek voor roboticatoepassingen

Alvast Prof. Bram Vanderborght van het VUB-roboticalab Brubotics ziet veel toekomstperspectieven: “Robots zullen niet alleen lichter en veiliger worden, maar kunnen straks ook langer zelfstandig werken zonder telkens gerepareerd te moeten worden.“ Het onderzoek wordt uitgevoerd door Seppe Terryn, Joost Brancart, Dirk Lefeber, Guy Van Assche enBram Vanderborght.