PIRE: Advanced Artificial Muscles for International and Globally Competitive Research and Education in Soft Robotics
PIRE:用于国际和全球竞争性软机器人研究和教育的先进人造肌肉
基本信息
- 批准号:1545857
- 负责人:
- 金额:$ 379.78万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This international project addresses a technologically important issue ?soft robotics. Soft robotics is an important emerging field in robotics, mechatronics, and automation. Soft robotic components and systems offer new features and advances over conventional robotic devices. This project focuses on the creation of advanced multifunctional artificial muscles (AM) based on new polymer-metal composites which can be used in soft robotic applications. Artificial muscles can be transformative for millions of people with disabilities. The development of AM will benefit biomimetic soft robotics, medical diagnostics and tools, and invasive surgical systems. The potential market for reliable, cost-effective and easily scalable Ionic Polymer-Metal Composites (IPMCs)-based AM technology is substantial. If successful and cost effective, the impact on people?s lives and on economies could be very significant. The international partners are from the Department of Mechanical Engineering and Graduate School of Ocean Systems Engineering at the Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) and the Hybrid Actuator Group, Inorganic Functional Material Research Institute at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Japan. The international team has strong expertise in manufacture engineering and has the necessary computational and experimental resources. The strength of soft robotics research in Japan and very active industry efforts in Korea are especially valuable. Owing to their soft and flexible structure and ability to emulate the motion of biological muscles, IPMCs are considered excellent candidates for future AM technology in soft robotic systems. The main challenges with IPMC materials include: relatively high fabrication costs associated with the use of fluorinated ionic polymers, low actuation force, and limited control accuracy. This project will bring together experts from around the world to address these challenges toward developing effective IPMC-based AMs for soft robotic applications.
这个国际项目解决了一个在技术上重要的问题?软机器人技术。软机器人技术是机器人技术,机电货币和自动化的重要新兴领域。 软机器人组件和系统为传统的机器人设备提供了新功能和进步。 该项目的重点是基于可用于软机器人应用的新聚合物 - 金属复合材料的高级多功能人造肌肉(AM)的创建。人造肌肉对于数百万人的残疾人可能是变化的。 AM的开发将使仿生软机器人技术,医学诊断和工具以及侵入性手术系统受益。 可靠,具有成本效益且易于扩展的离子聚合物 - 金属复合材料(IPMC)AM技术的潜在市场是巨大的。 如果成功且具有成本效益,对人们的生活和经济的影响可能非常重要。 国际合作伙伴来自韩国高级科学技术研究所(KAIST)机械工程和海洋系统工程学系和国立高级工业科学技术研究所无机功能材料研究所的混合动力集团(AIST)在日本。国际团队在制造工程方面拥有强大的专业知识,并具有必要的计算和实验资源。日本软机器人研究的实力以及韩国非常积极的行业努力特别有价值。 由于它们柔软而柔软的结构以及模仿生物肌肉运动的能力,IPMC被认为是软机器人系统中未来AM技术的出色候选者。 IPMC材料的主要挑战包括:与使用氟化离子聚合物,低致动力和有限的控制精度相关的制造成本相对较高。该项目将汇集来自世界各地的专家,以应对为软机器人应用开发有效的基于IPMC的AMS的这些挑战。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multiaxial deformations of ionic polymer metal composites
- DOI:10.1016/j.ijengsci.2020.103227
- 发表时间:2020-04-01
- 期刊:
- 影响因子:6.6
- 作者:Boldini, Alain;Porfiri, Maurizio
- 通讯作者:Porfiri, Maurizio
On Structural Theories for Ionic Polymer Metal Composites: Balancing Between Accuracy and Simplicity
- DOI:10.1007/s10659-020-09779-4
- 发表时间:2020-06
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- 影响因子:2
- 作者:A. Boldini;L. Bardella;M. Porfiri
- 通讯作者:A. Boldini;L. Bardella;M. Porfiri
Modeling Actuation of Ionomer Cilia in Salt Solution Under an External Electric Field
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- DOI:10.1115/dscc2019-9060
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Boldini, Alain;Rosen, Maxwell;Cha, Youngsu;Porfiri, Maurizio
- 通讯作者:Porfiri, Maurizio
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离子聚合物金属复合材料的结构模型(SPIE 最佳学生论文入围)
- DOI:10.1117/12.2558302
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Boldini, Alain;Bardella, Lorenzo;Porfiri, Maurizio
- 通讯作者:Porfiri, Maurizio
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