Preliminary design of a soft robot inspired by roots growth

The most important feature of soft robots is that they allow a continuous bending of their structure, outperforming the possibilities of motion featured by traditional hard robots, in which rigid linkages and joints limit the overall movement. Soft robots are usually bioinspired because living organisms have been developing solutions for billions of years and such amount of time is supposed to be enough to say that an optimum has been reached. The study of octopus and elephant trunk anatomy is the starting point for the design of such robots and many solutions have been already developed. Nevertheless, not only animals are capable to accomplish complex motions, but also plants, in particular their roots, can move very efficiently in unstructured environments. In the field of soft robotics, this topic is of great interest because soft robots can reproduce the growth of the plant roots and their ability to react in front of external stimuli. The objective of this thesis is to design a root like soft robot and to develop a kinematic model of its motion.

Una delle caratteristiche più importanti dei soft robot è la capacità di poter curvare con continuità la loro struttura riuscendo a realizzare quei movimenti che i tradizionali hard robot non sono in grado di fare. I soft robot prendono spesso ispirazione dagli organismi viventi, i quali hanno avuto a disposizione un intervallo di tempo di miliardi di anni per sviluppare soluzioni per adattarsi alla vita. Essendo un intervallo di tempo molto ampio, queste soluzioni si suppone siano ottime. Tuttavia, non solo gli animali sono in gradi di compiere movimenti complessi ma anche le piante, in particolare le loro radici, sono in grado di muoversi in maniera molto efficiente in ambienti non strutturati. Nel campo dei soft robot questa è una caratteristica che si tenta di riprodurre, ovvero la capacità di crescere in un determinato ambiente e di reagire ad eventuali stimoli esterni determinati dallo stesso. L'oggetto di questa tesi è la progettazione di un soft robot ispirato alle radici delle piante e lo sviluppo di un modello cinematico del suo movimento.