Van wonde tot wonder: robots genezen zichzelf

Scriptie

Ellen Roels

Ellen Roels vormt zelfhelende plastics om tot robots met deze 3D-printer

Een schaafwonde of een snee? Bij mensen is dit niet zo erg: na een paar weken is het vaak al genezen. Maar wanneer een robot een beschadiging oploopt, is dat een stuk vervelender. Onderzoekers aan de VUB ontwikkelden daarom zelfhelende plastics, die ze tot complexe robots 3D-printen. Agoriaprijs-finaliste Ellen Roels onderzocht voor haar masterproef of dit mogelijk is.
 

De robots in de meeste fabrieken zijn sterk en quasi onverwoestbaar. Maar net daarom ook gevaarlijk voor mensen: ze gaan zelden opzij als iemand in de weg loopt. Met alle gevolgen van dien, kooien rond de robot moeten voorkomen dat er zware ongelukken gebeuren.

Vandaag zien we meer en meer dat robots en mensen wél samenwerken en zo hun sterktes combineren. Deze robots worden uit veiligheidsoverwegingen gemaakt uit materialen die meegeven als er iemand tegenloopt. Robots uit zachte materialen zijn vandaag trouwens ook al aan de slag in de fruitsector, aangezien ze ook veiliger zijn voor deze delicate objecten. In de nabije toekomst zouden deze zachte robots zelfs ons huishouden kunnen doen.

Velcro

Helaas maken deze zachte materialen de robots ook bijzonder gevoelig voor snij- en schaafwonden. Onderzoekers van de VUB ontwikkelden daarom zelfhelende plastics, die ze vouwen tot robots. Dankzij de zelfhelende eigenschappen hoeven ze de gevouwen randen zelfs niet aan elkaar te bevestigen. De plastic heelt zichzelf aan elkaar. 

Ellen Roels: “De samenstelling van zelfhelende plastics kun je vergelijken met klittenband, met haakjes en oogjes die in elkaar haken. Bij een verwonding worden deze bindingen gescheiden. Opwarmen zorgt voor beweeglijkheid in het materiaal en bij het afkoelen haakt alles weer in elkaar. Zo kunnen deze materialen zichzelf eindeloos opnieuw herstellen, zelfs al snij je telkens op dezelfde plaats.”

3D-printen

RobothandVouwen lukt dus, maar 3D-printen blijkt moeilijk: het materiaal smelten is geen optie. Daarom onderzocht Ellen Roels (VUB) voor haar masterproef een manier om dit probleem op te lossen. Na maanden van proberen en tal van mislukte testen, is het gelukt: “Om het materiaal te printen moesten we het opwarmen tot voldoende haakjes en oogjes van elkaar los waren. Dit vloeibare materiaal konden we dan printen. Ook afkoelen moet op een specifieke temperatuur gebeuren.”

Haar masterproef is intussen afgewerkt en vandaag doctoreert ze op hetzelfde onderwerp. Er zijn nog veel plannen. “Deze techniek maakt het mogelijk om later sensoren mee te printen in het materiaal. Zo voelt de robot ‘pijn’ als hij beschadigd wordt.” Het doel is om zelfverwarmende systemen in de robot te verwerken. Voorlopig gebeurt het genezingsproces door de robot in de oven te plaatsen, maar in de toekomst is het de bedoeling om zelfs deze stap over te slaan.”

Promotor: Bram Vanderborght

Lees de scriptie


Ellen Roels was finaliste van de Agoriaprijs 2018. Ook dit jaar gaat Agoria opnieuw op zoek naar de beste scripties rond technologie en innovatie. De winnaar ontvangt een prijs ter waarde van 1.500 euro. Doe mee aan de Vlaamse Scriptieprijs en maak automatisch kans op de Agoriaprijs!

 

 

LEES OOK

zelfhelend

Share this on: