Masterstudente Applied Mathematics draagt bij aan wetenschappelijke publicatie Harvard University

18 augustus 2015 door Webredactie-EWI

Robots worden steeds vaardiger in hun bewegingen en het vastpakken van objecten. De elementen die voor deze robotbewegingen zorgen (actuatoren) zijn steeds vaker zacht en kunnen worden opgeblazen via lucht of water. Deze actuatoren hebben vaak grote hoeveelheden lucht of water nodig om van vorm te veranderen, waardoor de robots (of machines) langzaam, groot en onhandig worden. Een team van Harvard University heeft nu een nieuwe zachte actuator ontwikkeld die dit nadeel in principe niet heeft. Masterstudenten van de TU Delft maakten deel uit van het project. Op maandag 17 augustus werden de resultaten gepubliceerd in een omslagartikel in het wetenschappelijke PNAS.

Promovendus Johannes Overvelde, een alumnus van de TU Delft en nu PhD student in de Bertoldi groep aan Harvard University, leidde het onderzoek. "Afgelopen jaar heb ik aan dit project gewerkt met twee masterstudenten van de TU Delft die aan Harvard een onderzoeksstage deden: Jonas D’haen (faculteit Lucht en Ruimtevaart) en Tamara Kloek (faculteit EWI, studie Applied Mathematics). Ze hebben experimenten gedaan en meegeholpen met het implementeren van een algoritme voor het voorspellen van het gedrag van de actuatoren."

Overvelde vervolgt: "We verbinden verschillende vloeistofsegmenten op zo’n manier dat hun onderlinge samenspel leidt tot onverwacht (en bruikbaar) gedrag van het geheel. Bepaalde combinaties van segmenten kunnen namelijk al bij een zeer kleine verandering in volume, resulteren in een snel bewegende instabiliteit. Deze instabiliteit zorgt in de segmenten voor grote veranderingen in inwendige druk, vorm, lengte en uitgeoefende druk. Eén combinatie van segmenten leidde bijvoorbeeld tot een plotselinge verlenging van de actuator. Een andere combinatie zorgde ervoor dat al het volume van het ene segment naar het andere werd verplaatst. Deze snelle bewegingen konden worden getriggerd door kleine veranderingen. Het toevoegen van 1 ml water zorgde bijvoorbeeld voor een interne waterverplaatsing van 20 ml."

"Als we deze instabiliteiten onder controle weten te krijgen, zouden we daarmee zachte robots snel kunnen laten bewegen zonder dat er een onhandig grote vloeistofvoorraad of pomp nodig is. Het mooie aan de individuele segmenten is dat ze makkelijk en goedkoop te fabriceren zijn uit standaard materialen. Maar als je ze combineert, creëer je zachte actuatoren met zeer complex en bruikbaar gedrag", zegt Overvelde. De volgende stap is om het concept te testen in zachte robots.

Artikel: Amplifying the response of soft actuators by harnessing snap-through instabilities

© 2017 TU Delft

Metamenu