Opis projektu
Zaawansowane, inspirowane organizmami żywymi interfejsy z regulowaną adhezją opartą na dynamicznych mikrodrganiach
Możliwość bezpiecznego chwytania, podnoszenia i umieszczania przedmiotów w sposób co najmniej tak sprawny jak to robi człowiek jest coraz bardziej poszukiwana w coraz bardziej zautomatyzowanym świecie, a jej zastosowania są bardzo szerokie – od eksploracji kosmosu po manipulatory robotyczne w fabrykach. Większość inspirowanych biologią połączeń adhezyjnych jest projektowana z naciskiem na w dużej mierze statyczne, makroskopowe właściwości adhezyjne. Finansowany przez UE projekt SURFACE zbada potencjał mikrodrgań w zakresie regulowania siły adhezji na miękkich powierzchniach styku w celu uzyskania niespotykanej dotąd wytrzymałości. Projekt pozwoli zbadać adhezję pod wpływem mikrodrgań przy pomocy połączonego podejścia numeryczno-eksperymentalnego. Wyniki tych prac pozwolą wyjaśnić i zademonstrować optymalną topografię powierzchni i dynamiczne mikrodrgania niezbędne do uzyskania nieosiągalnych dotąd parametrów połączeń adhezyjnych.
Cel
Macroscopic adhesion is of utmost importance in key technologies such as soft and climbing robots, aerospace grasping technologies, human-robot interactions, pick-and-place manipulators. Commonly, bioinspired adhesives interfaces have been characterized from a quasi-static perspective, neglecting the effect of dynamic excitations. Nevertheless, recent observations suggest that added micro-vibrations may be exploited to strongly enhance and rapidly tune macroscopic adhesion. By exploiting the multiplicative coupling between geometric- and viscoelastic vibration-induced enhancements of macroscopic adhesion, SURFACE aims at designing future soft interfaces with unprecedented and tuneable adhesion strength. To this end, I aim to: (i) develop highly efficient numerical tools for studying adhesion of patterned soft surfaces under micro-vibration excitation, (ii) unveil the coupling effect between topography and viscoelasticity that determine the interfacial strength and toughness (iii) design optimal surface topography and excitation for macroscopic adhesion tuning, by exploiting artificial intelligence models to unveil new mechanisms for adhesion enhancement, (iv) prove the adhesive performance reached, by experimentally testing high-resolution 3D printed interfaces with the desired topography and superposed micro-vibrations. So far, the adhesive performance of bioinspired patterned interfaces has been limited by manufacturing capabilities at the micro/nanoscale. SURFACE ground-breaking approach aims at exploiting dynamics excitation to outperform state-of-the-art adhesive interfaces. By exploiting artificial intelligence models, SURFACE aims at revealing new mechanisms for adhesion enhancement, which lay beyond our intuition. Rapidly tuneable strong adhesive interfaces have the potential to revolutionize cutting-edge technologies based on soft adhesive interfaces that require to move and place objects quickly and with accuracy.
Dziedzina nauki
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligence
- engineering and technologymaterials engineering
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringrobotics
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineeringadditive manufacturing
- natural sciencesmathematicsapplied mathematicsnumerical analysis
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstytucja przyjmująca
70126 Bari
Włochy