Descripción del proyecto
Aprovechar los materiales magnéticos para impulsar la robótica blanda
La robótica blanda avanza con el uso de los materiales que responden magnéticamente. Estos materiales innovadores cambian su comportamiento en respuesta a un campo magnético, lo que permite movimientos complejos. Sin embargo, los modelos actuales no consiguen simular con precisión estos movimientos debido a las limitaciones de las teorías magnetomecánicas existentes y a los costes computacionales elevados. Financiado por las Acciones Marie Sklodowska-Curie, el proyecto AGE2M se creó para abordar estos retos. Los investigadores planean desarrollar un marco teórico nuevo que combine el electromagnetismo con la teoría del continuo micropolar. Además, con un marco numérico novedoso que utiliza elementos finitos mejorados con splines racionales no uniformes promete reducir significativamente los costes computacionales. Con estos avances se pretenden mejorar la eficacia y precisión de las simulaciones, lo que impulsa el progreso de la robótica blanda.
Objetivo
The magnetically induced movement of a soft elastic material which contains magnetic particles includes rotations of said particles. In other words, the particles apply torque on their surroundings. Since the material is soft, large deformations take place, in part due to these rotations of the magnetic particles. The current coupled magneto-mechanical theory does not account for this phenomenon and is thus poorly suited for its description. At the same time, magnetically induced rotations are desired in robotics in order to allow for complex movement, which motivates the need for a better model. Another major problem are the long computational times, or in general, the large computational cost of simulating the complex materials which are used in soft robotics. These materials, otherwise called metamaterials, are endowed with an artificially designed micro-geometry, which allows the designer to control certain material properties. As a result, simulation tools must be able to correctly capture that geometry, which often entails openings or re-entrant corners. The reining approach of using standard finite element technology for that purpose yields a very high computational cost, since a vast amount of elements is required in the computation. This motivates the necessity of a new finite element framework with a significantly reduced computational cost.
The solutions of this proposal consist in introducing novel theoretical and numerical frameworks for the design and computation of metamaterials with applications to soft robotics. The new theoretical framework will couple the theory of electromagentism by Maxwell with the micropolar continuum theory of Cosserat, thus allowing for micro-rotations and non-symmetrical stress tensors. The novel numerical framework will introduce new NUBRS-enhanced finite elements for Hilbert space complexes, allowing for computationally efficient and robust simulations.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxemburgo