CAREER: Highly Tunable Dry Adhesion through Constrained Buckling

事业:通过约束屈曲实现高度可调的干附着力

基本信息

  • 批准号:
    2239507
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-06-01 至 2028-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Faculty Early Career Development (CAREER) award aims to investigate tunable dry adhesion of soft hollow pillars. Hollow pillars are unique in that they exhibit adhesion changes over 1000 times when buckling under pressure. Tunable dry adhesion has many applications including pick-and-place manufacturing and haptics. However, current approaches to tunable dry adhesion still suffer from limited adhesion changes. Many also require high power consumption and long activation time. This research will introduce a new approach to highly tunable dry adhesion using soft hollow pillar structures. The study will examine the effects of geometry, material stiffness, and buckling on the fundamental adhesion mechanics of these soft hollow structures. The results from this project will advance the development of soft grippers for manipulation of small, curved, and thin parts that are difficult to manipulate using current approaches. The new mechanics knowledge gained will also benefit the design of other robotic mechanisms, such as haptics. This project also has a set of integrated education and outreach programs to broaden its impacts including course development, undergraduate research opportunities, soft robotics summer camps at a local STEM museum, and interactions with industry partners.The research objective of this CAREER project is to unravel fundamental mechanics of highly tunable dry adhesion of soft hollow pillars through constrained buckling for compliant manipulation applications. Specifically, the project will investigate (1) constrained buckling of cylindrical soft hollow pillars under low pressure and how the geometric and material parameters impact its adhesion mechanics; (2) the impact of cross section shape on tunable adhesion of soft hollow pillars; (3) the impact of using smart materials with tunable stiffness on tunable adhesion of soft hollow pillars; and (4) the impact of bistable bottom surface on tunable adhesion of soft hollow pillars. Both experiments and finite element simulations will be used to address these fundamental mechanics problems. The success of this project will generate new mechanics knowledge that advances the field of tunable dry adhesion for compliant manipulation and other robotic mechanisms.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个教师早期职业发展(CAREER)奖旨在研究软空心柱的可调干粘合。中空支柱的独特之处在于,当在压力下屈曲时,它们表现出超过1000倍的粘附力变化。可调干粘合具有许多应用,包括拾取和放置制造和触觉。然而,目前的方法可调干粘附仍然受到有限的粘附变化。许多还需要高功耗和长激活时间。这项研究将介绍一种新的方法,高度可调干粘合使用软空心柱结构。这项研究将探讨几何形状,材料刚度和屈曲对这些软中空结构的基本粘附力学的影响。该项目的结果将推动软夹持器的开发,用于操作难以使用当前方法操作的小,弯曲和薄零件。获得的新力学知识也将有利于其他机器人机制的设计,如触觉。该项目也有一套综合的教育和推广计划,以扩大其影响,包括课程开发,本科生研究机会,在当地STEM博物馆的软机器人夏令营,并与行业合作伙伴的互动。这个CAREER项目的研究目标是解开高度可调的软空心柱通过约束屈曲的干粘合的基本力学顺应性操纵应用。具体而言,该项目将研究(1)低压下圆柱形软空心柱的约束屈曲以及几何和材料参数如何影响其粘附力学;(2)横截面形状对软空心柱可调粘附的影响;(3)使用具有可调刚度的智能材料对软空心柱可调粘附的影响;(4)柔性空心柱底面对可调粘附力的影响。实验和有限元模拟将用于解决这些基本力学问题。该项目的成功将产生新的力学知识,推进顺应性操作和其他机器人机制的可调干附着力领域。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pneumatically tunable adherence of elastomeric soft hollow pillars with non-circular contacts
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Wanliang Shan其他文献

Adhesion between a suspended polymeric film and a metallic substrate: Experiments and models
  • DOI:
    10.1557/jmr.2012.178
  • 发表时间:
    2012-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.900
  • 作者:
    Jing Du;Emily Hampp;Wanliang Shan;Hannah Li;George Papandreou;Cynthia A. Maryanoff;Winston O. Soboyejo
  • 通讯作者:
    Winston O. Soboyejo

Wanliang Shan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Wanliang Shan', 18)}}的其他基金

PFI-RP: Robotic Manipulation of Small, Delicate, and Curved Objects Using Tunable Dry Adhesion
PFI-RP:使用可调干粘附力对小型、精致和弯曲物体进行机器人操作
  • 批准号:
    2141089
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: INT: COLLAB: Soft Active Contact Pads with Tunable Stiffness and Adhesion for Customizable Robotic Grasping
NRI:INT:COLLAB:具有可调节刚度和粘附力的软主动接触垫,用于可定制的机器人抓取
  • 批准号:
    2006430
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: INT: COLLAB: Soft Active Contact Pads with Tunable Stiffness and Adhesion for Customizable Robotic Grasping
NRI:INT:COLLAB:具有可调节刚度和粘附力的软主动接触垫,用于可定制的机器人抓取
  • 批准号:
    1830388
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于多模态数据的高度近视中的青光眼分类方法研究
  • 批准号:
    2025JJ50369
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
GLRA2功能缺失影响视网膜发育导致高度近视的机制研究
  • 批准号:
    2025JJ80300
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
高度近视致病基因鉴定及SOX2在近视中功能研究
  • 批准号:
    2025JJ70427
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
融合星载LiDAR和PolSAR数据的复杂地形条件下森林高度反演
  • 批准号:
    2025JJ80003
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
探究面向风电行业的热带气旋高分辨率百米高度风场的人工智能模型
  • 批准号:
    ZJMY25D050001
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
顾及时序变化特征的森林冠层高度分区 反演方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
淡水鱼高度不饱和脂肪酸合成的调控机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
高度降解检材的亲子鉴定
  • 批准号:
    2025JJ40091
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
考虑自然环境高度相依的高速公路链式微网供能可靠性评估与提升策略研
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于高度可调谐纳米酶信号放大策略构建超灵敏电化学体外诊断生物传感器的研究
  • 批准号:
    KLY25H200011
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

CAS: Dithioacetal as a Highly Tunable and Versatile Bond for the Design of Chemically Recyclable and Dynamic Covalent Polymers
CAS:二硫缩醛作为高度可调和多功能的键,用于化学可回收和动态共价聚合物的设计
  • 批准号:
    2305045
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ERASE-PFAS: Tunable Vacuum-Ultraviolet Irradiation Systems with Highly Polarized Redox Environment for Treatment of Per- and Polyfluoroalkyl Substances
ERASE-PFAS:具有高度极化氧化还原环境的可调谐真空紫外线照射系统,用于处理全氟烷基和多氟烷基物质
  • 批准号:
    2131745
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Highly Tunable Brush-Like Polymer Architectures to Control Therapeutic Delivery and Cell-Material Interactions
高度可调的刷状聚合物架构,用于控制治疗传递和细胞材料相互作用
  • 批准号:
    10669252
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
Collaborative Research: Scalable Manufacturing Enabled by Highly Tunable Multiphase Liquid Metal Pastes with Solid and Fluid Capsule Additives
合作研究:通过高度可调的多相液态金属浆料与固体和流体胶囊添加剂实现可扩展制造
  • 批准号:
    2032409
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: CAS: Highly Stable Depolymerizable Polymers with Tunable Thermal and Mechanical Properties as Sustainable Materials
职业:CAS:具有可调热性能和机械性能的高度稳定的可解聚聚合物作为可持续材料
  • 批准号:
    2042494
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing Enabled by Highly Tunable Multiphase Liquid Metal Pastes with Solid and Fluid Capsule Additives
合作研究:通过高度可调的多相液态金属浆料与固体和流体胶囊添加剂实现可扩展制造
  • 批准号:
    2032415
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Catalyst and Methodology Development for the Synthesis of Highly Tunable Polyolefins
合成高度可调聚烯烃的催化剂和方法开发
  • 批准号:
    1800068
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Functionalized, Highly Tunable, Degradable "Smart" Microgels for Targeted Applications
用于目标应用的功能化、高度可调、可降解的“智能”微凝胶
  • 批准号:
    490025-2016
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Functionalized, Highly Tunable, Degradable "Smart" Microgels for Targeted Applications
用于目标应用的功能化、高度可调、可降解的“智能”微凝胶
  • 批准号:
    490025-2016
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
RUI: Development of A Synthetic Platform for Highly Tunable Cationic Porous Materials
RUI:开发高度可调的阳离子多孔材料的合成平台
  • 批准号:
    1708850
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 54.73万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了