Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
JR
Jonathan Rossiter
Author with expertise in Tactile Perception and Cross-modal Plasticity
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
8
(38% Open Access)
Cited by:
403
h-index:
40
/
i10-index:
138
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The TacTip Family: Soft Optical Tactile Sensors with 3D-Printed Biomimetic Morphologies

Benjamin Ward-Cherrier et al.Jan 3, 2018
Tactile sensing is an essential component in human-robot interaction and object manipulation. Soft sensors allow for safe interaction and improved gripping performance. Here we present the TacTip family of sensors: a range of soft optical tactile sensors with various morphologies fabricated through dual-material 3D printing. All of these sensors are inspired by the same biomimetic design principle: transducing deformation of the sensing surface via movement of pins analogous to the function of intermediate ridges within the human fingertip. The performance of the TacTip, TacTip-GR2, TacTip-M2, and TacCylinder sensors is here evaluated and shown to attain submillimeter accuracy on a rolling cylinder task, representing greater than 10-fold super-resolved acuity. A version of the TacTip sensor has also been open-sourced, enabling other laboratories to adopt it as a platform for tactile sensing and manipulation research. These sensors are suitable for real-world applications in tactile perception, exploration, and manipulation, and will enable further research and innovation in the field of soft tactile sensing.
0

Soft Scissor: A Cartilage-inspired, Pneumatic Artificial Muscle for Wearable Devices

Nahian Rahman et al.Jan 1, 2025
Although rigid exoskeletons can strengthen human capabilities or provide full assistance to patients with disabilities, their rigidity may constrain natural movement, developing tissue damage in long-term usage. Soft and semi-soft exoskeletons and exosuits exhibit both compliance and comfort, and offer the potential to provide practical and widely-adopted assistance. Soft pneumatic muscles have been explored as a means to drive wearable assist devices for over a decade; however, their softness leads to compromises in terms of power output and the precision by which forces can be applied to the human body. In this article, we introduce a novel soft extending pneumatic actuator, which combines a compliant scissor structure inspired by human cartilage and soft pneumatic muscles. The structure behaves as a compliant skeleton to the force generating pneumatic muscle, guiding its actuation behaviour and maintaining high force transmission through its body. Different designs and dimensions of the actuator and structure were investigated to observe the effect of compliance on key performance parameters. A soft single-module actuator can deliver extending force over 100 N and achieve a maximum strain of 178% when inflated at 50 kPa. A slightly thicker, but still compliant, continuum two-module actuator exhibits twice the extension compared to a single-module actuator with the same design under the same load up to 4 kg, a significant and suitable force for comfortable wearable devices. Last, a wearable prototype of this novel actuator is demonstrated, exhibiting both extension and bending actuation behaviours.
0

Skeletal actomyosin geometry orchestrates motor cooperativity as a time-variable network

B. Warmington et al.Jan 1, 2023
Groups of non-processive myosin motors exhibit complex and non-linear behaviors when binding to actin, operating at larger scales and time frames than individual myosin-head actions. This indicates the presence of strong cooperative disposition, generally attributed to the motor9s bio-chemistry. Limits in contemporary microscopy prevent verification of motor-filament (un)binding dynamics, whilst mathematical models rely on continuum abstractions in which cooperativity is implicit and individual motor behavior is lacking. Understanding the fundamental interactions driving the emergent behaviour in actomyosin remains an open question. Here we show that the diversity of empirically observed in-vitro oscillations can be explained by a single minimal synchronization model of selforganised time-variable network of Kuramoto oscillators orchestrated by the actomyosin geometry. The synchronization model mirrors the irregular and regular saw-tooth oscillations present in in-vitro actomyosin and sarcomeric contraction experiments, without parameter adjustments, and despite the model9s simplicity. Actomyosin-like behaviour thus arise as a generic property of the discontinuous mechanical coupling in an incommensurate architecture, rather than specific to molecular motor reaction kinetics. This demonstrates that non-biological motors can co-operate similarly to biological motors when working within an actomyosin geometry. This suggests that the actomyosin complex may not depend on motor-specific qualities to achieve its biological function. We build a physical experimental replica with non-biological motors and demonstrate that the brief self-organised connectivity dynamics is sufficient to cause the formation of spontaneous metachronal travelling waves. Global entrainment occurs via spatiotemporal patterning of the connectivity among nodes, coupling a maximum of 35% of motors, whilst minimising velocity changes, in a demonstration of morphological control and self-gearing mechanism. Altogether, the synchronization model reduces mathematical complexity and unify theoretical predictions of observed emergent behaviour. These findings also offer novel insights into synchronizing time-variable networks and potential applications in emulating actomyosin-like behaviors within contemporary robotics using non-biological motors.
0

Gecko-inspired adhesion enhanced by electroadhesive forces

Lihaoya Tan et al.Nov 5, 2024
Abstract Soft robotic manipulators have been increasingly adopted over the last decade due to their passive conformation to the shapes of objects, which can reduce control complexity. The performance of these grippers can be improved using flexible adhesive skins that increase tactile gripping forces, which is particularly important when grasping delicate objects and flexible substrates that are otherwise difficult to manipulate. In this work, we investigate how passive gecko-inspired fibrillar adhesion can be augmented by actively controlled electroadhesion (EA). The passive gecko-inspired outer skin (GS) enables adhesion with no power consumption while EA is controlled with an applied voltage. A numerical finite-element model is used to investigate how EA is affected by a commercially available gecko-inspired skin. The results show that the dielectric properties of the gecko-inspired skin reduce the magnitude of field intensity on the adhesive contact surface by only 2.1% at 3 kV. Compared with GS alone, EA with gecko-inspired skin (EAGS) increases the shear force by 66.8% and the normal force by 53.7% with an applied voltage of 4 kV. It is shown that the gecko skin’s adhesion force is enhanced by increased engagement of the fibrillar microstructure to object surfaces due to EA. This is experimentally demonstrated using frustrated total internal reflection imaging. This work shows that electroadhesive-enhanced gecko-inspired skin generates a greater adhesive force than the sum of forces from the separate gecko-inspired skin and EA. In this way, electrically controllable and passive adhesion mechanisms can be combined to improve the handling of flexible and delicate objects with smooth or rough surfaces.&#xD;