De VUB, University of Cambridge, ESPCI-Paris, EMPA en Suprapolix ontvangen 3 miljoen euro aan Europese steun voor baanbrekend onderzoek naar zelfhelende robots.
Robots spelen een steeds grotere rol in ons dagelijks leven en werk. De komende drie jaar zullen onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel, de 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 Nederlandse polymeerproducent SupraPolix aan de volgende generatie robots: (zachte) robots die 'pijn voelen' en zichzelf helen. De partners kunnen rekenen op 3 miljoen euro steun van de Europese Commissie.
Binnenkort zullen robots niet alleen in fabrieken en laboratoria te vinden zijn, maar zullen ze ons ook helpen in onze directe omgeving. Zij zullen ons helpen in het huishouden om onze werklast te verminderen en om ons leven veiliger te maken. Robots zullen zij aan zij met ons werken en het is belangrijk dat dit op een veilige manier gebeurt. 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 'zachte robots' bijzonder kwetsbaar zijn voor barsten of scheuren die worden veroorzaakt door scherpe voorwerpen uit onze 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 prestigieuze project wordt geleid door de Vrije Universiteit van Brussel (VUB) samen met een team wetenschappers van het onderzoekscentrum voor robotica Brubotics en het laboratorium voor onderzoek naar polymeren FYSC. Prof. Bram Vanderborght, die het project leidt, legt uit: ‘Het doet ons uiteraard veel plezier dat we aan de volgende generatie robots kunnen werken. De afgelopen jaren hebben we al de eerste stappen gezet door zelfhelend materiaal voor robots te creëren. We willen dit onderzoek verder zetten 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.’
Dr. Thomas George Thuruthel, onderzoeker naar 'Soft Robotics Sensing and Self-Healing' bij de afdeling Engineering van de Universiteit van Cambridge: ‘Met behulp van machinaal leren 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.’
Empa in Zwitserland zal zich richten op nieuwe flexibele sensoren en actuatoren, die kunnen worden ingebed in de zelfhelende polymeren. Dr. Frank Clemens, groepsverantwoordelijke bij het Laboratorium voor Hoogwaardige Keramiek, Empa: ‘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.’
