SDU-forskere vil udvikle nyt supermateriale til robotter

De fleste af os ved, at materialer har forskelligt greb på forskellige typer af underlag. Hvis du skal kunne spille fodbold på en våd græsplæne, er det en god idé med pigge på sålerne. Og skal du omvendt løbe hurtigt på asfalt, er det bedre med fladere sko.

Men hvad nu, hvis den samme skosål kunne ændre form og struktur og bruges på alle typer underlag?

Måske ligger scenariet ikke så fjernt, som man skulle tro. I SDU Biorobotics arbejder forskere nemlig som en del af det europæiske forskningsnetværk MAESTRI på at udvikle et blødt gummi- eller silikonemateriale, der ved hjælp af magnetiske felter kan forandre overflade og derved friktion.

I første omgang er tanken dog ikke, at det skal bruges under dine udtrådte sneakers. Det skal bruges til robotter, forklarer professor Poramate Manoonpong:

- Forestil dig en robot, hvis fødder er dækket af et blødt materiale som gummi eller silikone. I visse situationer bevæger robotten sig med en bestemt friktion fra materialet til underlaget, men hvis den møder et nyt miljø, der kræver mere greb eller friktion, og materialet forbliver uændret, kan den miste grebet, siger han.

- En løsning på det kunne være at deformere materialet for at skabe en vis ruhed på overfladen, så robotten potentielt kan opnå bedre greb.

Det er Poramate Manoonpong, som sammen med lektor Xiaofeng Xiong og en ph.d.-studerende skal stå for projektet på Syddansk Universitet i løbet af de næste fire år. De fynske forskere vil helt specifikt arbejde på at udvikle 'en adaptiv kontrolmekanisme til magnetisk aktive bløde materialer i robotter'.

Ambitionen er, at materialet vil fungere som et slags supermateriale, der vil gøre robotter i stand til at bevæge sig langt bedre og gøre kontrolsystemerne enklere. Det vil også kunne bruges til griberne på industrirobotter, f.eks. til at holde om glatte objekter eller til madvarer, som bliver ødelagt af almindelige gribere.

Potentialet er enormt, og det er også derfor, at forskere over hele verden kigger mod dette område. Men det er ikke nogen nem opgave, siger professoren:

- Tanken er, at vi blander eksempelvis jernpartikler ind i det bløde materiale og derefter udsætter materialet for magnetisme for at deformere det. Men de store udfordringer ligger i, hvordan partiklerne skal placeres i materialet, hvilket materiale det skal være, hvordan blandingen skal være, den optimale struktur i materialet, og hvordan man skal kontrollere det magnetiske felt. 

En anden potentiel udfordring er, at det måske nok virker i et laboratorium, men så snart man sætter materialet på fødderne af en rigtig robot, der vejer f.eks. 3-4 kg, er magnetismen måske ikke længere kraftig nok til at fastholde tekstureren i overfladen på det bløde materiale.

For at overkomme alt dette er man nødt til at tænke tværfagligt, og det er hele pointen med projektet, siger Poramate Manoonpong:

 - MAESTRI er et interdisciplinært netværk, finansieret af EU’s Marie Sklodowska-Curie Actions, hvor formålet netop er at uddanne nye ph.d. med tværgående kompetencer inden for robotteknologi, materialevidenskab, fysik og biologi.

FAKTA

MAESTRI er et europæisk forskningsnetværk, som i løbet af de næste fire år vil uddanne nye ph.d’er i krydsfeltet mellem robotteknologi, materialevidenskab, fysik og biologi.

Netværket vil undersøge et relativt nyt felt inden for robotteknologien, nemlig brugen af magnetiske felter til at kontrollere og styre bløde gummi- og silikonematerialer i robotter.

I alt er 9 partnere involveret: Ostbayerische Technische Hochschule (OTH) Regensburg, Jožef Stefan Institute (JSI), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), University of Ljubljana (UL), Syddansk Universitet (SDU), University of Vienna (UNIVIE)), Wegard GmbH (WEG), Prensilia s.r.l. (PRE)) og School of Advanced Studies Sant'Anna.