Hvilke nyskabelser præsenterer robotterne?

De fleste er bevidste om, at materialer udviser varierende friktionsevne på forskellige underlagstyper. Skal man eksempelvis spille fodbold på en fugtig græsplæne, kan det være fordelagtigt med knopper på sålerne. Og ønsker man derimod at løbe hurtigt på asfalt, er det mere hensigtsmæssigt at anvende glattere sko.

Forestil dig dog et scenarie, hvor den identiske skosål kunne modificere sin form og struktur og dermed anvendes på alle former for underlag?

Denne vision er måske ikke så fjerntliggende, som man umiddelbart skulle antage. Inden for SDU Biorobotics er videnskabsfolk nemlig i gang med et projekt under det europæiske forskningsnetværk MAESTRI, der har til formål at fremstille et blødt materiale, som ved hjælp af magnetiske felter er i stand til at forandre overfladen og således justere sin friktion.

Professor Poramate Manoonpong forklarer imidlertid, at materialet indledningsvis ikke er tiltænkt ordinære skosåler, men snarere anvendelse i robotter:

- Betragt eksempelvis en robot, hvis lemmer er beklædt med et fleksibelt materiale såsom naturgummi eller silikone. Under visse omstændigheder bevæger robotten sig med en specifik friktion mellem materialet og underlaget, men hvis den møder en ny type omgivelser, der kræver øget vedhæftning eller gnidningsmodstand, og materialet ikke ændrer sig, risikerer den at miste grebet, udtrykker han.

- En potentiale løsning på dette dilemma kunne være at omforme materialet for at fremkalde en ønsket ruhed på dets ydre, således at robotten dermed kunne opnå en forbedret fasthæftning.

Det er professor Poramate Manoonpong, som i fællesskab med lektor Xiaofeng Xiong og en ph.d.-studerende, der i de kommende fire år vil lede dette forskningsinitiativ på Syddansk Universitet. Specifikt vil de fynske videnskabsmænd koncentrere sig om udviklingen af en adaptiv styringsmekanisme for magnetisk responsive, eftergivelige materialer til robotapplikationer.

Det overordnede formål er, at dette stof vil fungere som et revolutionerende materiale, der vil muliggøre, at robotter kan navigere betydeligt mere effektivt og potentielt set simplificere deres kontrolsystemer. Desuden vil det kunne finde anvendelse i gribeanordninger på industrirobotter, eksempelvis til at håndtere glatte genstande eller sarte fødevarer, som ellers tager skade af konventionelle gribere.

Udsigterne er kolossale, hvilket også er årsagen til, at forskningsmiljøer globalt retter deres fokus mod dette felt. Professoren bemærker dog, at opgaven ikke er ukompliceret:

- Konceptet indebærer, at vi for eksempel inkorporerer jernpartikler i det eftergivelige materiale og derefter udsætter det for et magnetfelt for at skabe deformationer. De mest betydelige vanskeligheder knytter sig imidlertid til, hvordan partiklerne optimalt indlejres i materialet, hvilket basisprodukt der skal anvendes, hvordan den ideelle sammensætning opnås, hvilken overfladetekstur der er mest optimal, samt hvordan det magnetiske felt præcist kontrolleres. 

Yderligere et problem er, at selvom materialet muligvis fungerer efter hensigten under laboratorieforhold, er den magnetiske påvirkning potentielt utilstrækkelig til at fastholde den ønskede overfladestruktur på det bløde materiale, når det monteres på en operationel robot, der vejer flere kilogram.

For at overvinde disse hindringer er en tværfaglig tilgang essentiel, og det er netop dette, der udgør kernen i projektet, forklarer Poramate Manoonpong:

 - MAESTRI er et interdisciplinært netværk, der finansieres af EU’s Marie Skålodowska-Curie Actions, og hvis primære formål er at uddanne nye ph.d.-studerende med brede kompetencer, der ikke kun omfatter robotteknologi, men også materialevidenskab, fysik og biologi.