Investigación en elastómeros, plastómeros y tecnologías de procesado para desarrollo de SOFT robotics con elecTRÓNICa integrada.
A diferencia de la robótica tradicional, que se caracteriza por sistemas con estructuras rígidas, la robótica blanda o “Soft Robotics” es el subcampo especifico de la robótica que se ocupa de construir robots a partir de materiales flexibles (plastómeros y elastómeros), cuyo diseño y estructura se inspira en la morfología de animales invertebrados como por ejemplo pulpos o gusanos, imitando su movimiento, permitiendo a los robots realizar tareas más delicadas y de alto valor añadido.
Una de sus aplicaciones son los sectores industriales para la manipulación de objetos y productos frágiles tales como fruta, huevos, etc., que pueden sufrir deformaciones e incluso roturas cuando son manipuladas por medio de las garras mecánicas convencionales. También facilita el poder ajustarse de manera automática al calibre de la pieza o del objeto a manipular sin tener que realizar un reajuste para cada tipo de pieza, proceso que se podría resolver mediante la integración de sensores y demás electrónica presión en robots colaborativos.
Otro de los sectores susceptibles de incorporar soluciones de Soft Robotics es el sector salud. La rehabilitación de pacientes con lesiones musculoesqueléticas y problemas de movilidad reducida se puede beneficiar del uso de sistemas robóticos para la realización de ejercicios de manera más eficiente y mejor seguimiento del proceso de recuperación por parte del fisioterapeuta. Por otro lado, la tendencia al alza en teleasistencia en el sector Salud exige el uso de dispositivos médicos sensorizados y conectados a la red para monitorización del paciente de manera remota por parte del personal sanitario, o bien de soluciones que faciliten el correcto uso del dispositivo por parte del paciente. Además, el procesado de soft robotics mediante tecnologías de fabricación aditiva permite personalizar órtesis y prótesis en función de las necesidades de cada paciente. Es por ello que se hace necesario la investigación en materiales elastómeros y plastómeros, materiales base que se emplean en Soft Robotics, así como en la integración de sensores y electrónica para la mejor interacción con el entorno, y en su procesado mediante fabricación aditiva híbrida, para el desarrollo de soluciones a medida con electrónica y sensores embebidos.
El desarrollo previsto en el proyecto SOFTROBOTICS permitirá generar productos diferenciados y de valor añadido mediante tecnologías de fabricación avanzada y desarrollo de nuevos materiales que permitan piezas más ligeras e inteligentes para el sector Salud y de Robótica Industrial, sectores importantes y en auge en la Comunidad Valenciana. Concretamente, se desarrollará un banco de pruebas de Fabricación Aditiva Híbrida y modular con la que se podrá procesar materiales elastómeros y/o plastómeros, así como depositar tintas conductivas sobre la pieza construida. Mediante esta tecnología, se desarrollarán demostradores de SOFT ROBOTIC neumáticos inteligentes con los que se podrán monitorizar parámetros tales como: deformación, presión, etc., características importantes a la hora de manipular objetos delicados/frágiles (sector robótico industrial), así como a la hora de evaluar y estudiar los movimientos de la persona durante una rehabilitación (sector salud).
Para ello, el proyecto está dividido en 6 fases:
- 1) Gestión y coordinación
- 2) Estudio y desarrollo de materiales plásticos.
- 3) Desarrollo de plataforma de Fabricación Aditiva Híbrida.
- 4) Desarrollo de Soft Robotic con electrónica integrada.
- 5) Difusión de resultados.
- 6) Transferencia de resultados.
El resultado será un demostrador de garra neumática que permita sentar las bases de un guante inteligente que facilite los procesos de rehabilitación de pacientes con movilidad afectada, mediante guiado de movimiento (actuador neumático) y los sensores de presión integrados que permitan monitorizar y regular tanto la presión que se está ejerciendo sobre el miembro a tratar, como la presión que el miembro está ejerciendo a la hora de manipular un objeto, información de gran utilidad para el fisioterapeuta. Así mismo, este desarrollo será también la base de una garra neumática “inteligente” que permita ajustarse al calibre del objeto a manipular para aplicación en robótica industrial.
El proyecto SOFTRONIC cuenta con la cooperación de empresas de referencia del sector de la robótica industrial en la Comunidad Valenciana como ROBOTNIK o SINFINY, empresas de referencia en el sector salud como TEQUIR o COV ORTOPEDIA, así como empresas del sector de la fabricación aditiva como IT3D, todas ellas interesadas en el desarrollo de materiales conductores y de la tecnología de fabricación aditiva híbrida, que aúne la impresión 3D de termoplásticos o siliconas, con la electrónica impresa de tintas conductivas.
Objetivo principal
El objetivo principal del proyecto SOFTRONIC se centra en la integración de distintas tecnologías emergentes del sector del plástico para desarrollar dispositivos poliméricos inteligentes enfocados en los sectores de la robótica industrial y salud.
Objetivos parciales o específicos que se irán alcanzando a lo largo de la ejecución del proyecto
- Desarrollar materiales elastómeros y plastómeros conductores eléctricos
- Desarrollo de banco de pruebas de fabricación aditiva híbrida para la impresión multimaterial 3D: combinación de materiales de diferente dureza y materiales conductores eléctricos
- La integración de sensores flexibles que respondan ante variaciones físicas (deformación, temperatura, etc.), para ser embebidos en los materiales procesado, que permitan la interacción con el entorno, el objeto y el sujeto
Objetivo principal
El objetivo principal del proyecto SOFTRONIC se centra en la integración de distintas tecnologías emergentes del sector del plástico para desarrollar dispositivos poliméricos inteligentes enfocados en los sectores de la robótica industrial y salud.
Objetivos parciales o específicos que se irán alcanzando a lo largo de la ejecución del proyecto
- Desarrollar materiales elastómeros y plastómeros conductores eléctricos
- Desarrollo de banco de pruebas de fabricación aditiva híbrida para la impresión multimaterial 3D: combinación de materiales de diferente dureza y materiales conductores eléctricos
- La integración de sensores flexibles que respondan ante variaciones físicas (deformación, temperatura, etc.), para ser embebidos en los materiales procesado, que permitan la interacción con el entorno, el objeto y el sujeto
Empresas colaboradoras
Resultados esperados
Demostrador de garra neumática que permita sentar las bases de un guante inteligente que facilite los procesos de rehabilitación de pacientes con movilidad afectada, mediante guiado de movimiento (actuador neumático) y los sensores de presión integrados que permitan monitorizar y regular tanto la presión que se está ejerciendo sobre el miembro a tratar, como la presión que el miembro está ejerciendo a la hora de manipular un objeto, información de gran utilidad para el fisioterapeuta.
Así mismo, este desarrollo será también la base de una garra neumática “inteligente” que permita ajustarse al calibre del objeto a manipular para aplicación en robótica industrial.
Así mismo, este desarrollo será también la base de una garra neumática “inteligente” que permita ajustarse al calibre del objeto a manipular para aplicación en robótica industrial.
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Proyecto SOFTRONIC
Nº Expediente: IMDEEA/2021/55
PROGRAMA: PROYECTOS DE I+D EN COOPERACIÓN CON EMPRESAS
ACTUACIÓN: IMDEEA-PROYECTOS DE I+D EN COOPERACIÓN CON EMPRESAS
PROYECTO: SOFTRONIC - Investigación en elastómeros, plastómeros y tecnologías de procesado para desarrollo de SOFT robotics con elecTRÓNICa integrada.
ENTIDAD BENEFICIARIA: AIMPLAS, INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL PLÁSTICO
SUBVENCIÓN CONCEDIDA: 243.836,14 EUR
"Proyecto cofinanciado por la UE a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo de la Comunitat Valenciana 2021-2027."
