LUBRIBOT: A sustainable soft robot facilitating non-contact adhesion and directed locomotion by vibration induced lubrication flow

Roboter er i dag direkte eller indirekte en del av de fleste menneskers liv; de rengjør boliger, flytter og behandler biologisk materiale til næringsmiddelindustrien, bidrar til å øke livskvaliteten til eldre og sorterer avfall beregnet på gjenvinning, for å nevne noen få eksempler. De teknologiske løsningene for både konvensjonelle og myke roboter er i dag avhengige av direkte fysisk kontakt for å muliggjøre adhesjon og bevegelse, kanskje de to mest grunnleggende komponentene innen robotikk. I dette prosjektet vil vi utvikle en bærekraftig robot basert på en elastisk skive som vibrerer for å feste seg til en overflate. Dette skaper en lufthinne mellom roboten og veggen, en effektiv smøring, som vil muliggjøre kontroll over adhesjon og bevegelse uten behov for direkte fysisk kontakt. Prosjektet vil utforske bruken av bærekraftige og biologisk nedbrytbare materialer for roboten, og arbeidet vårt er innebygd i et rammeverk for ansvarlig forskning og innovasjon (RRI), som også inkluderer en livssyklusvurdering. Hvis prosjektet lykkes vil det avdekke grunnleggende prinsipper innen myk robotikk for å muliggjøre adhesjon og bevegelse uten fysisk kontakt, samt retningslinjer for potensiell bruk av bærekraftige materialer for utvikling av myke roboter.

Today, the technological solutions for both conventional and soft robotics rely on direct physical contact to enable adhesion and locomotion, the two most fundamental modalities in robotics. In the LUBRIBOT project, we aim to overcome these limitations and will develop a sustainable non-contact robot utilising vibration induced lubrication, allowing detailed control over adhesion and locomotion without the need for direct physical contact. It is a radical step in the technological development as it relies on a new working principle that has the potential to pave the way for a new generation of soft robotic design. At the heart of the project lies a modulation of lubrication flow through oscillations of the robot’s adhesion cup, where we will use multifunctional materials that are bio-degradable. The success of the project requires convergence of different emerging technologies including micro-scale technology for surface patterning, advanced multifuctional materials, robotics, computational and data driven research and sensor development. LUBRIBOT has a simple design based on a combination of a soft adhesion cup and a vibrating motor, allowing it to be cheaply manufactured. A fundamental understanding of the coupled effects between vibrations, elastic deformation of the soft material and the lubricating flow will allow design of controlled adhesion and locomotion. A computational toolbox will be developed to mimic the robotic behaviour and predict its optimal operating conditions. With the increasing use of robots brings a social responsibility to develop these in a sustainable manner. Combining life cycle assessment (LCA) and ecodesign principles with the technological aspects of design in this early phase of development will enable LUBRIBOT to be innovative and groundbreaking in the use of sustainable materials for soft robotics. Our research methodology is embedded in an RRI framework, where our project group will benefit from interdisciplinary viewpoints.