3 miljoen voor onderzoek naar zelfhelende robots

Alexander Pil
12 augustus

De komende drie jaar zullen onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel, University of Cambridge, L’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la ville de Paris (ESPCI-Paris) en de Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa) samenwerken met de Eindhovense polymeerproducent Suprapolix aan de volgende generatie robots. Het gaat om zachte robots die ‘pijn voelen’ en zichzelf helen. De partners kunnen rekenen op 3 miljoen euro steun van de Europese Commissie, in het kader van het programma Future & Emerging Technologies.

Veel robots van de volgende generatie worden gebouwd met flexibele materialen, om fragiele voorwerpen met de nodige handigheid te kunnen manipuleren en om de veiligheid van mensen te garanderen. Omdat ze zacht zijn, kunnen ze mensen niet kwetsen. Maar dit betekent tegelijkertijd dat deze ze bijzonder kwetsbaar zijn voor barsten of scheuren die worden veroorzaakt door scherpe voorwerpen uit hun omgeving. De reparaties die nodig zijn om die robots weer aan het werk te krijgen, kosten vaak veel tijd en zijn daarom kostbaar.

Om dit te voorkomen, zullen de wetenschappers binnen het nieuwe Shero-project technologieën ontwikkelen waarmee zachte robots zichzelf kunnen herstellen. Omdat het de bedoeling is dat er bij dit reparatieproces geen mensen worden betrokken, zijn de onderzoekers op zoek naar zelfhelende materialen om de zachte robots mee te bouwen. Deze flexibele kunststoffen kunnen zichzelf volledig herstellen als ze beschadigd zijn. Om te kunnen voelen en het zelfherstellende proces te activeren, wordt functioneel materiaal ingebed. Het Europese project heeft de ambitie om een zachte robot te creëren van een zelfhelend materiaal, die schade kan detecteren en de nodige stappen kan ondernemen om het defect voorlopig (dus tijdelijk) te verhelpen, zodat het werk in uitvoering kan worden afgerond, of volledig te herstellen tijdens een onderhoudsbeurt.

Dit project wordt geleid door de Vrije Universiteit van Brussel samen met een team wetenschappers van het Brubotics-onderzoekscentrum en het polymerenlaboratorium FYSC. VUB-professor en projectleider Bram Vanderborght legt uit: ‘De afgelopen jaren hebben we al de eerste stappen gezet door zelfhelend materiaal voor robots te creëren. We willen dit onderzoek verderzetten en we willen er vooral voor zorgen dat de robots die in onze werkomgeving worden gebruikt veiliger, maar ook duurzamer zijn. Dankzij het zelfreparatiemechanisme van dit nieuwe soort robots kunnen complexe en dure reparaties tot het verleden behoren.’

Sentech Precisiebeurs

Cambridge-onderzoeker Thomas George Thuruthel: ‘Met behulp van machine learning zullen we werken aan de modellering en integratie van deze zelfhelende materialen, met inbegrip van zelfhelende actuatoren en sensoren, schadedetectie, en -lokalisatie en gecontroleerde herstelling. Het uiteindelijke doel is om de zelfherstellende sensoren en actuatoren in demonstratieplatforms te integreren om specifieke taken uit te voeren.’

Het Zwitserse Empa in Zwitserland zal zich richten op nieuwe flexibele sensoren en actuatoren, die kunnen worden ingebed in de zelfhelende polymeren. Frank Clemens, groepsverantwoordelijke bij het Empa-laboratorium voor hoogwaardige keramiek: ‘In een eerste stap zullen we onze piëzoresistieve sensorvezels uit zacht materiaal in het zelfhelende polymeer inbedden om de spanning continu te monitoren en om het gebied te detecteren waar het zelfherstellende proces moet worden geactiveerd. In een later stadium zullen andere soorten sensoren en actuatoren worden geïntegreerd, afhankelijk van de uiteindelijke toepassing.’