Projektbeschreibung
Formverändernde Polymere führen zu einem Paradigmenwechsel in der Robotik
Lebensähnliche synthetische Materialien werden die Zukunft der Robotik prägen. Bevor dies geschieht, ist es wichtig zu erforschen, wie biologische sensorisch-motorische Interaktionen bei der Entwicklung von Robotermaterialien helfen können. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt MULTIMODAL zielt darauf ab, autonome und interaktive Werkstoffe zu entwickeln, die sich an verschiedene Umgebungen anpassen, für bestimmte Aktionen trainiert werden können, sich selbst heilen und in der Lage sind, einfache Entscheidungen zu treffen – ähnlich wie lebende Organismen. Dazu werden im Rahmen des Projekts Flüssigkristallnetze verwendet – Polymere, die ihre Morphologie und Eigenschaften als Reaktion auf äußere Reize verändern können. Die entwickelten Materialien werden für die Entwicklung von Softrobotern mit autonomen und interaktiven Eigenschaften eingesetzt.
Ziel
WHAT:
MULTIMODAL will develop sensory-motorized material systems that perceive several coupled environmental stimuli and respond to a combination of these via controlled motor functions, shape-change or locomotion. The sensory-motorized materials will be “trained” to strengthen upon repetitive action, they can “heal” upon injury, and mechanically adapt to different environments. They will be utilized in the design of soft robots with autonomous and interactive functions.
HOW:
We will utilize shape-changing liquid crystal networks (LCNs) that undergo controlled untethered motions in response to photochemical, (photo)thermal, and humidity-triggered activation. Coupling between these stimuli will allow for gated control strategies over the shape changes. I expect that the gated control strategies, in combination with stimuli-induced diffusion from surface to bulk of the LCN, will enable advanced robotic functionalities. The diffusion process will be used for supramolecular crosslinking and formation of interpenetrated dynamic polymer networks with the LCN, to allow for trainable gaiting for versatile locomotion control. We will also make mechanically adaptable amphibious grippers for autonomous object recognition.
WHY:
Technological disruptions are often due to new materials and fabrication technologies. Paradigm changes on how materials are perceived have profound effects on our society, well-being, and the ways we see the world. Here, we strive for a paradigm change in robotic materials. By taking inspiration from biological sensory-motor interactions, we will develop MULTIMODAL materials with autonomous and interactive features. These features go far beyond the capabilities of conventional stimuli-responsive materials, allowing us to take inanimate, shape-changing materials one ambitious step closer to motor functions of living species.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
33100 Tampere
Finnland