EO

Programmeerbare zachte actuatoren openen deuren voor ‘zachte robotica’ (video)

17 juli 2019 om 12:56 uur

Onderzoekers van de TU Delft hebben goed programmeerbare actuatoren ontwikkeld die net als een mensenhand uit harde en zachte materialen bestaan om complexe bewegingen te kunnen maken. Deze materialen hebben potentieel voor zachte robots die veilig en efficiënt met mensen en tere voorwerpen kunnen omgaan.


De wetenschappers beschrijven hun werk in het magazine Materials Horizon. ‘Robots zijn meestal groot en zwaar. Maar je wilt ook robots hebben die voorzichtig te werk kunnen gaan, bijvoorbeeld als ze met weke delen in het menselijk lichaam omgaan. Het vakgebied dat dit onderwerp bestudeert, zachte robotica, wordt nu snel populairder', aldus prof. Amir Zadpoor, die het onderzoek heeft begeleid dat in Materials Horizon verschijnt.

"Je bent eigenlijk op zoek naar iets met vergelijkbare kenmerken als de menselijke hand, zoals een zachte grip, snelle maar toch precieze bewegingen, en kracht. Dat proberen we met onze zachte programmeerbare materialen uit de 3D-printer te bereiken."

Afstembaar

Dankzij hun zachte aanraking kunnen zachte robots veilig en efficiënt met mensen en tere voorwerpen omgaan. Voor de aandrijving van deze nieuwe generatie robots zijn echter zachte, programmeerbare mechanismen nodig. Flexibele metamaterialen die op basis van mechanische instabiliteit werken, bieden ongekende functies die in het materiaal zelf geprogrammeerd zijn. Dit maakt ze heel geschikt voor zachte mechanismen. ‘De aanpasbaarheid van de mechanische metamaterialen die tot nu toe zijn voorgesteld was echter erg beperkt', zegt onderzoeker en hoofdauteur Shahram Janbaz.

Programmeerbaar

"We presenteren nu een aantal nieuwe ontwerpen van ultraprogrammeerbare mechanische metamaterialen waarbij niet alleen de aandrijfkracht en amplitude maar ook de aandrijfmodus binnen een heel wijd bereik kan worden gekozen en ingesteld. We geven ook een aantal voorbeelden van hoe deze zachte actuatoren in robotica zouden kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld als drukwisselaar, kinematische controller en als pick&place-eindeffector", weet Janbaz.

robotarm





















De ontwikkelde zachte actuatoren worden toegepast in een conventionele robotarm voor 'pick-and-place' taken.

 

Vervorming

 

"De functie zit al in het materiaal zelf", legt Zadpoor uit. "We moesten het fenomeen van vervorming daarom beter bestuderen. Ooit werd het als het toppunt van slecht ontwerp beschouwd, maar in de afgelopen paar jaar is die eigenschap onder controle gekregen en wordt het gebruikt om mechanische metamaterialen met geavanceerde functies mee te ontwerpen. Zachte robotica in het algemeen en zachte actuatoren in het bijzonder kunnen enorm van zulke designmaterialen profiteren. Of het enorme potentieel van vervorming echt kan worden ingezet hangt ervan af of de grootste beperking van de ontwerpen die tot nu toe zijn gepresenteerd kan worden verholpen: de beperkte programmeerbaarheid ervan. Wij konden hogere vervormingsgradaties berekenen en voorspellen en het materiaal hier vatbaarder voor maken."

3D-printer

"We presenteren dus metamaterialen van meerdere materialen die worden aangedreven door vervorming en zeer programmeerbaar zijn", zei Janbaz. "We hebben rationele ontwerpbenaderingen gecombineerd met voorspellende rekenmodellen en met geavanceerde, ‘additive-manufacturing'-technieken, waarbij meerdere materialen worden gebruikt om met de 3D-printer cellulaire materialen te printen met arbitraire verdelingen van harde en zachte materialen in de centrale delen en hoeken van hun eenheidscellen. We hebben als belangrijkste ontwerpparameters de geometrie en ruimtelijke verdeling van materiaaleigenschappen gebruikt en hiermee zachte metamaterialen ontwikkeld die zich als mechanismen gedragen, waarvan de aandrijfkracht en amplitude kunnen worden aangepast."

 

Reacties (1)

Binnen Lake3D willen we een multi materiaal printer ontwikkelen die naast kleur ook materialen met diverse eigenschappen kan printen, zoals zachte materialen.
Dit zou een mooie toepassing kunnen zijn.

Dit bericht is bewerkt door de beheerder op 22-07-2019 08:58.
Rene van der Meer, 18 juli 2019 08:51
 

Gerelateerd nieuws

Plasma-elektrolyser wrotk zuinig en snel

Plasma-elektrolyser werkt zuinig en snel

Differ-onderzoekers hebben een plasma elektrolyse-apparaat geconstrueerd dat stikstofgas ‘breekt' en water splitst in waterstof en stikstofmonoxide. Het proces werkt op basis van plasma en volbrengt de chemische…

Papegaai helpt bot op tak te landen

Papegaai helpt bot op tak te landen

Wel eens een robot op een tak zien landen? Waarschijnlijk niet – of het was toeval. Tot nu toe hebben machines vlakke oppervlaktes nodig om te kunnen landen, of in elk geval om vervolgens te blijven staan. Maar daar…

Bouw machines die gebruiker niet wil manipuleren

‘Bouw machines die de gebruiker niet wíl manipuleren’

Machines worden steeds geavanceerder en meer geautomatiseerd. Ze produceren sneller terwijl de machineveiligheid gegarandeerd moet blijven. Hoe zorg je ervoor dat je aan alle mechanische en elektrische eisen voldoet? En…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

2 september 2019, D&F kantoor Breda

Performance Level en Sistema 2.0

3 september 2019, D&F kantoor Breda

Veiligheid van beweegbare bruggen volgens NEN 6787

De norm NEN 6787 stelt het veiligheidsniveau waaraan nieuwe en bestaande bruggen moeten voldoen en is...

4 september 2019, D&F kantoor Breda

HAZOP

De HAZOP studie is een veelgebruikte methode voor het identificeren van risico’s en ongewenste...

Meer agendapunten »