Вместо дорогостоящей замены поврежденных полимеров автономное самозатягивание трещин и переключение жесткости реализовал проект RESSORT под эгидой VUB

Источник: Robotics News

Официальный старт четырехлетнего масштабного общеевропейского исследовательского проекта RESSORT (Resilient Efficient Soft and Sustainable Optimized Robotics Technology) в рамках программы Horizon Europe анонсировал Брюссельский свободный университет (Vrije Universiteit Brussel, VUB). Согласно отчетам аналитических агентств Conceptuel, Robotics News и бельгийского технологического портала Engineeringnet, инициатива объединяет четырнадцать академических и индустриальных партнеров из семи европейских государств (Бельгии, Германии, Дании, Греции, Норвегии, Швейцарии и Швеции) под научным руководством профессора Брама Вандерборга (Bram Vanderborght) с суммарным бюджетом гранта свыше шести с половиной миллионов евро.\n\nГлавной целью консорциума выступает преодоление критических барьеров долговечности и надежности мягкой робототехники путем создания интеллектуальных полимерных машин, способных самостоятельно диагностировать механические дефекты, залечивать макроскопические порезы и адаптировать структурную жесткость под текущую задачу.\n\nВ основу самовосстанавливающихся компонентов легла запатентованная технология полимерных эластомеров HEALANT, созданная спин-оффом VUB Valence Technologies. Материалы базируются на термообратимых ковалентных связях фуран-малеимидной сетки Дильса-Альдера: при возникновении сквозного прокола или разрыва полимерный каркас восстанавливает изначальную молекулярную структуру и механическую прочность под действием контролируемого нагрева до восьмидесяти градусов Цельсия за двадцать минут. Лабораторные испытания подтвердили способность полимера выдерживать до ста повторяющихся циклов глубоких порезов в одном месте с сохранением девяноста восьми процентов исходного предела прочности на разрыв. Интегрированные микронагревательные нити из углеродных нанотрубок активируют регенерацию непосредственно в зоне микротрещины, а встроенные терморезисторы PTC полностью исключают термический перегрев окружающих чувствительных слоев.\n\nВторой ключевой технологический вектор RESSORT сосредоточен на управляемых структурах с переменной жесткостью (variable-stiffness structures). За счет применения фазопереходных матриц и гранулярного заклинивания робот способен за три секунды переключаться из податливого эластичного состояния с модулем упругости порядка одного мегапаскаля в жесткий монолитный каркас с жесткостью до ста мегапаскалей для надежного удержания тяжелых предметов.\n\nИсследовательский центр imec разрабатывает энергоэффективные нейроморфные сопроцессоры для обработки массивов тактильных сигналов. Алгоритмы адаптивного подкрепляемого обучения на борту устройства фиксируют падение внутреннего давления в пневмоканалах PneuNets и подают команду на активацию локального нагрева. Партнер по консорциуму Melexis поставляет миниатюрные трехмерные магнитные сенсоры на эффекте Холла, регистрирующие сдвиговые деформации поверхности с субмиллиметровым пространственным разрешением. Компания J. Schmalz GmbH интегрирует эластомеры HEALANT в самогерметизирующиеся вакуумные присоски, исключающие утечки воздуха при повреждении краев эластичной манжеты.\n\nИсследовательский коллектив реализует три прикладных промышленных демонстратора: персонализированный медицинский реабилитационный экзокостюм, снижающий мышечную утомляемость ног пациентов на двадцать четыре процента, роботизированный манипулятор для деликатной сортировки спелых фруктов и свежей выпечки без вмятин, а также деформируемый беспилотный дрон со складывающимися консолями для проведения поисковых инспекций внутри разрушенных конструкций.\n\nДля предиктивного анализа усталости материалов инженеры используют физический симулятор SOFA с нелинейным моделированием гиперэластичных тел методом конечных элементов. Аппаратный интерфейс поддерживает обмен данными по стандартной шине CANopen для прямого подключения к любым промышленным роборукам. Многоматериальная аддитивная печать позволяет формировать монолитные узлы с градиентным переходом механических характеристик за единый технологический цикл. В конце жизненного цикла полимеры HEALANT подлежат полной химической деполимеризации и повторному использованию для синтеза свежего сырья без потери эксплуатационных характеристик.