ENGINEERINGNET.BE - ‘Robots zijn meestal groot en zwaar. Maar je wilt ook robots hebben die voorzichtig te werk gaan, bijvoorbeeld als ze met weke delen in het menselijk lichaam omgaan. Het vakgebied dat dit onderwerp bestudeert, zachte robotica, wordt nu snel populair’, aldus prof. Amir Zadpoor.
‘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.’
Voor de aandrijving van deze nieuwe generatie robots zijn 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 beperkt’, zegt onderzoeker Shahram Janbaz. ‘We presenteren nu een aantal nieuwe ontwerpen van ultraprogrammeerbare mechanische metamaterialen. Hierbij is de aandrijfkracht, amplitude en de aandrijfmodus binnen een heel wijd bereik te kiezen en in te stellen.'
‘Deze metamaterialen zijn gemaakt van meerdere materialen en worden aangedreven door vervorming en zijn zeer programmeerbaar’, zei Janbaz. ‘We hebben rationele ontwerpbenaderingen gecombineerd met voorspellende rekenmodellen en geavanceerde, ‘additive-manufacturing'-technieken.
'Hierbij worden meerdere materialen 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.’
Video:
