Opis projektu
Sieci sztucznych, oddziałujących ze sobą, samonapędzających się materiałów
Dynamiczne materiały, które mogą wyczuwać zmiany w swoim otoczeniu i reagować w funkcjonalny sposób, mogą przynieść ogromne korzyści nauce i inżynierii. Zespół finansowanego ze środków ERBN projektu ONLINE zamierza opracować realistyczne struktury materiałowe, które komunikują się ze sobą poprzez kontakt fizyczny, media płynne lub wiązki optyczne. Te sztuczne materiały będą w stanie utrzymać swój ruch mechaniczny, gdy nie będą w równowadze termodynamicznej. Wykorzystując tę koncepcję samooscylacji, członkowie projektu ONLINE mają zamiar zaprojektować miękkie roboty, które utrzymują swój własny ruch, podejmują własne decyzje i dostosowują się do warunków środowiskowych bez kontroli człowieka.
Cel
ONLINE aims to develop new concepts of communication between inanimate materials.
What is meant by communication? In biological context, communication refers to interactive behaviour of one organism affecting the current or future behaviour of another. In the context of bioinspired materials, ONLINE will develop life-like material structures that communicate with each other via physical contact, fluidic medium, or optical beams. These inanimate materials will be coupled to form networks that communicate autonomously through light.
How to make them? The core concept behind the communicative materials is self-oscillatory (self-sustained) motions in light-responsive liquid crystal elastomers (LCEs). Self-oscillation is a responsive structure that can self-sustain its own mechanical motion in a constant energy field. It captures the key concepts of living organisms, i.e. functioning out of thermodynamic equilibrium and energy dissipation. My goal is to scale down the self-oscillator concepts to the micro-scale and realize soft material robots that can communicate.
Why is this important? There exists an increasing need for artificial materials that can interact, alike biological systems. However, all the dynamic features of state-of-the-art responsive materials are based on internal material properties, and making individual materials interact with each other is a huge challenge. ONLINE proposes three new model systems for material communication: (I) Microscopic walker swarm, in which the locomotion and patterns of interactions between individuals can be fully programmed; (II) Cilia array that move cooperatively and self-regulate the fluidics at low Reynolds numbers; (III) Homeostasis-like light-communicating coupled network that provides a full set of tunable parameters to mimic the complexity of biological oscillators.
Dziedzina nauki
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physicssoft matter physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticssoft robotics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticsswarm robotics
- natural sciencesphysical sciencesclassical mechanicssolid mechanics
- engineering and technologymaterials engineeringliquid crystals
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
ERC - Support for frontier research (ERC)Instytucja przyjmująca
33100 Tampere
Finlandia