Forskere vil udvikle nyt supermateriale til robotter
I et nyt europæisk forskningsnetværk arbejder forskere fra bl.a. Syddansk Universitet på at udvikle bløde materialer til robotter, som kan ændre form og struktur ved hjælp af magnetisme. Det kan f.eks. bruges til robotfødder og gøre robotterne væsentligt bedre til at bevæge sig på forskellige underlag, ligesom det vil kunne forbedre gribere på industrirobotter.
De fleste af os ved, at materialer har forskelligt greb på forskellige typer af underlag. Hvis du skal kunne spille fodbold på en våd græsplæne, er det en god idé med pigge på sålerne. Og skal du omvendt løbe hurtigt på asfalt, er det bedre med lidt glattere sko.
Men hvad nu, hvis den samme skosål kunne ændre form og struktur og bruges på alle typer underlag?
Måske ligger scenariet ikke så fjernt, som man skulle tro. I SDU Biorobotics arbejder forskere nemlig som en del af det europæiske forskningsnetværk MAESTRI på at udvikle et blødt materiale, der ved hjælp af magnetiske felter kan forandre overflade og derved friktion.
I første omgang er tanken dog ikke, at det skal bruges på almindelige skosåler, men til robotter, forklarer professor Poramate Manoonpong:
- Forestil dig en robot, hvis fødder er dækket af et blødt materiale som gummi eller silikone. I visse situationer bevæger robotten sig med en bestemt friktion fra materialet til underlaget, men hvis den møder et nyt miljø, der kræver mere greb eller friktion, og materialet forbliver uændret, kan den miste grebet, siger han.
- En løsning på det kunne være at deformere materialet for at skabe en vis ruhed på overfladen, så robotten potentielt kan opnå bedre greb.
Det er Poramate Manoonpong, som sammen med lektor Xiaofeng Xiong og en ph.d.-studerende skal stå for projektet på Syddansk Universitet i løbet af de næste fire år. De fynske forskere vil helt specifikt fokusere på at udvikle en adaptiv kontrolmekanisme til magnetisk aktive bløde materialer i robotter.
Ambitionen er, at materialet vil fungere som et slags supermateriale, der vil kunne gøre robotter i stand til at bevæge sig langt bedre og potentielt set gøre kontrolsystemerne enklere. Det vil også kunne bruges til griberne på industrirobotter, f.eks. til at holde om glatte objekter eller til madvarer, som bliver ødelagt af almindelige gribere.
Potentialet er enormt, og det er også derfor, at forskere over hele verden kigger mod dette område. Men det er ikke nogen nem opgave, siger professoren:
- Tanken er, at vi blander eksempelvis jernpartikler ind i det bløde materiale og derefter udsætter materialet for magnetisme for at deformere det. Men de store udfordringer ligger i, hvordan partiklerne skal placeres i materialet, hvilket materiale det skal være, hvordan blandingen skal være, hvilken struktur i overfladen, der er den optimale, og hvordan man skal kontrollere det magnetiske felt.
En anden udfordring er, at det måske nok virker i et laboratorium, men så snart man sætter materialet på fødderne af en rigtig robot, der vejer 3-4 kg, så er magnetismen måske ikke længere kraftig nok til at fastholde tekstureren i overfladen på det bløde materiale.
For at klare udfordringer er man nødt til at tænke tværfagligt, og det er hele pointen med projektet, siger Poramate Manoonpong:
- MAESTRI er et interdisciplinært netværk, finansieret af EU’s Marie Sklodowska-Curie Actions, hvor formålet netop er at uddanne nye ph.d. med tværgående kompetencer, ikke bare inden for robotteknologi, men også materialevidenskab, fysik og biologi.
Om MAESTRI
MAESTRI er et europæisk forskningsnetværk, som i løbet af de næste fire år vil uddanne nye ph.d’er i krydsfeltet mellem robotteknologi, materialevidenskab, fysik og biologi.
Netværket vil
undersøge et relativt nyt felt inden for robotteknologien: brugen af
magnetiske felter til at kontrollere og styre bløde materialer i robotter.
I alt er 9 partnere involveret: Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Jozef Stefan Institute, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Ljubljana Universitet, Syddansk Universitet, Wien Universitet, Scuola Superiore Sant'Anna, Wegard GmbH og Prensilia s.r.l.
Netværket er finansieret af EU's Marie Sklodowska-Curie Actions.