Description du projet
Exploiter les matériaux magnétiques pour stimuler la robotique molle
La robotique molle progresse grâce à l’utilisation de matériaux sensibles aux ondes magnétiques. Ces matériaux innovants modifient leur comportement en réponse à un champ magnétique, ce qui leur permet de réaliser des mouvements complexes. Les modèles actuels ne parviennent toutefois pas à simuler avec précision ces mouvements en raison des limites des théories magnéto-mécaniques actuelles et des coûts de calcul élevés. Financé par le programme Actions Marie Sklodowska-Curie, le projet AGE2M a été lancé pour relever ces défis. Les chercheurs se proposent de développer un nouveau cadre théorique qui combine l’électromagnétisme et la théorie du continuum micropolaire. De plus, un nouveau cadre numérique qui fait appel à des éléments finis améliorés par des B-splines rationnelles non uniformes devrait considérablement réduire les coûts de calcul. Ces avancées devraient améliorer l’efficacité et la précision des simulations, ce qui fera avancer la robotique molle.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxembourg