NL FR EN
www.belgium.be

PROJECT KU Leuven-6f171b4d-4e54-4403-8861-3e6dd662c400

Source DBnl 
InstitutionKU Leuven 
Code6f171b4d-4e54-4403-8861-3e6dd662c400 
Unit22358ad3-f0c0-4e35-88ca-7350f696036a
Begin1/1/2020
End12/31/2023
title fr
title nlEen verhoogde morfologische rekencapaciteit in zachte robots via het toepassen van elastische structurele instabiliteit
title enEnhancing morphological computation in soft robots through elastic structural instabilities
Description fr
Description nlToekomstige fabrieken zullen in toenemende mate afhankelijk zijn van interacties tussen robots en mensen. Deze interacties moeten inherent veilig zijn. Deze veiligheidsvoorzieningen zitten traditioneel in de robotsoftware. Een alternatief zijn zachte robots, gemaakt van materialen met eigenschappen vergelijkbaar met biologisch weefsel, zodat een natuurlijke interactie ontstaat. Opblaasbare zachte robots gebruiken elastische structuren die vervormen onder druk van een fluïdum.Opblaasbare actuatorontwerpen bestaan voor lineaire, buigende of draaiende vervorming. Ook worden structuren onderzocht die ingebedde sequencing van deze actuatoren mogelijk maken. Dit project beoogt de verdere ontwikkeling van een globaal raamwerk voor morfologische sturing met opblaasbare niet-lineaire zachte actuatoren. Dit betekent dat structurele maar omkeerbare instabiliteit wordt gebruikt om besturingsfunctionaliteit te creëren. Bijvoorbeeld de activering van een snelle beweging met grote slag door een kleine input. Dit kaderwerk zal proprioceptieve zachte robots mogelijk maken die rekenkracht bevatten in de structurele elementen van het systeem zelf. Dit laat een reflexieve besturing op laag niveau toe. Dit project stelt het ontwerp van een innovatieve opblaasbare actuator voor gebaseerd op niet-lineaire metamateriaalkarakteristieken. Dit ontwerp samen met de ingebedde besturingsfunctionaliteit vormt een complex topologie-optimalisatieprobleem, met materiaalverdeling als ontwerpparameter.
Description enFuture robotic applications will increasingly rely on  safe interactions between robots and humans. These safety features are traditionally incorporated in software controllers. However, a different approach is taken in the field of soft robotics, where materials are used with similar properties as biological tissue, thus mimicking natural interactions. Inflatable soft robots rely on elastic structures that deform by a pressurized fluid to attain a desired motion path. To date inflatable actuator designs can achieve a linear, bending or twisting deformation. Also structural features that allow embedded sequencing of these actuators are investigated. This project aims to develop a global framework for morphological computing with inflatable non-linear soft actuators. This means that structural reversible instabilities are used to create control functionality. For example, event triggering where a fast motion with a large stroke follows from a small external input. This frame work will enable proprioceptive soft robots containing computing power code in the structural elements of the system itself. This will allow low level reflexive control without higher level controllers. As such, we propose a new design for inflatable actuator, based on the highly nonlinear characteristics exhibited by mechanical metamaterials. This innovative design together with embedded control functionality becomes a complex topology optimization problem, with material distribution as design parameters.
Qualifiers - elastic structural instabilities - morphological computation - soft robots -
PersonalReynaerts Dominiek, De Volder Michaël 
Collaborations