10 dec. 2025
1 minuut
Je laten inspireren door de natuur is niets nieuws. Maar het Computational Robot Design and Fabrication Lab (CREATE Lab) van de School of Engineering van EPFL maakt het behoorlijk ‘next level’. Met drie robotica-toepassingen die het exoskelet van een langoustine gebruiken – de schaal dus.
Het ziet er misschien gek uit, zegt Josie Hughes, hoofd van het CREATE Lab, maar zo gek is het niet. Je hebt de schalen met de gewrichtsmembranen zodat met dat dat evenwicht tussen stijfheid en flexibiliteit, de segmenten toch onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. In het water kan de langoustine snel bewegen met een hoog koppel. En laten dat ook in de robotica nuttige eigenschappen zijn.
Drie toepassingen
Hughes en haar team hebben drie robotica-toepassingen uitgedacht. Daarvoor hebben ze het exoskelet versterkten en uitgebreid met synthetische componenten. Zo kan je een manipulator maken die objecten kan hanteren, grijpers die verschillende objecten kunnen buigen en vastgrijpen, en een zwemrobot.
Hiervoor is een elastomeer in het exoskelet ingebed om elk segment te kunnen controleren. Het exoskelet is daarna op een gemotoriseerde drager en de langoustine-schaal is uiteindelijk bedekt met een siliconencoating ter versterking en om de levensduur te verlengen.
Tot 500 gram
Op de drager kan het apparaat worden gebruikt om een voorwerp met een gewicht tot 500 g naar een doelzone te verplaatsen. Wanneer ze als een grijperpaar worden gemonteerd, kunnen twee exoskeletten met succes verschillende voorwerpen vastgrijpen, variërend in grootte en vorm van een markeerstift tot een tomaat. Het robotsysteem kan zelfs worden gebruikt om een zwemrobot met twee flapperende ‘vinnen’ voort te stuwen met snelheden tot 11 centimeter per seconde.
Na gebruik kunnen het exoskelet en de robotdrager worden gescheiden en kunnen de meeste synthetische onderdelen worden hergebruikt. “Voor zover wij weten, zijn wij de eerste die een proof of concept hebben voorgesteld om voedselafval te integreren in een robotsysteem dat duurzaam ontwerp combineert met hergebruik en recycling”, zegt CREATE Lab-onderzoeker Sareum Kim.
Natuurlijk variatie
Een beperking van deze aanpak ligt in de natuurlijke variatie in biologische structuren. Zo zorgt de unieke vorm van elke langoustinestaart ervoor dat de grijper met twee ‘vingers’ aan elke kant iets anders buigt. Maar daar is wel wat aan te doen met geavanceerdere synthetische mechanismen, zoals afstelbare controllers. Met dergelijke verbeteringen ziet het team potentieel voor toekomstige systemen met geïntegreerde biologisch afgeleide structurele elementen. Denk aan biomedische implantaten.
“Hoewel de natuur niet noodzakelijkerwijs de optimale vorm biedt, presteert ze toch beter dan veel kunstmatige systemen en biedt ze waardevolle inzichten voor het ontwerpen van functionele machines op basis van elegante principes”, vat Hughes samen.
Het laatste nieuws
