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SPINS: Spin crossover Polymers IN Softwareless Soft robots

Description du projet

Adaptation par encodage matériel en robotique molle

La robotique molle actuelle, qui utilise des matériaux à transition de spin (SCO), se heurte à des obstacles tels qu'une vitesse réduite et une force insuffisante, ce qui empêche son application dans le monde réel. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SPINS entend surmonter ces limites en développant une boîte à outils de conception complète permettant d’adapter des composites SCO réactifs à des besoins robotiques spécifiques. Plutôt que de simples capteurs, ces matériaux serviront de composants «codés au niveau matériel» au sein de systèmes à entraînement hydraulique. En construisant des unités structurelles sensibles à la chaleur, SPINS entend permettre aux machines d’ajuster de manière autonome leurs formes et leurs schémas de déplacement sans recourir à des contrôleurs électroniques. L’objectif ultime du projet est de jeter les bases d’une nouvelle génération de robots pilotés par les matériaux, qui utilisent le calcul physique pour mettre en œuvre une logique complexe et s’adapter naturellement à leur environnement.

Objectif

Although spin-crossover (SCO) composites are increasingly studied in academia, including for soft-robot actuation, due to their unique stimuli-responses, real-world applications remain absent. This is mainly due to (i) limited understanding of structure–property relations needed to tailor SCO composites for applications, and (ii) inherent drawbacks of SCO-based actuation, such as low force output, small deformations, and slow dynamics. This interdisciplinary SPINS project addresses these challenges by (i) developing a comprehensive toolbox for designing SCO composites, linking matrix composition, filler type, loading, dispersion, and orientation to their mechanical, thermal, and responsive properties (transition temperature, anisotropy, hysteresis), and (ii) for the first time, repositioning SCO composites in soft robotics from basic actuators/sensors to hardware-encoded adaptation components within fluidically actuated systems. By exploiting programmable transition temperature, hysteresis, and anisotropy to achieve thermal latch/unlatch behavior, the project combines fast and powerful actuation with autonomous adaptation. This will enable a new class of electronic- and software-free soft robots that generate complex motions and adapt to external stimuli—such as temperature—solely through the intrinsic interaction of SCO composites with their environment. To achieve this, soft robotic structural, actuation, and logic units will be constructed from SCO composites, leveraging their stimuli-responsive behavior to achieve adaptable characteristics. Next, SPINS will establish design principles for combining these SCO-based units in soft robots, enabling systems that autonomously adjust geometry, actuation profiles, and gait patterns in response to stimuli. Consequently, this work will provide a framework for the NextGen of truly material-driven soft robots, while illustrating the broader potential of SCO composites in applications that exploit such physical computation.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

VRIJE UNIVERSITEIT BRUSSEL
Contribution nette de l'UE
€ 216 240,00
Adresse
PLEINLAAN 2
1050 Bruxelles / Brussel
Belgique
Région
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)