Mao et. Alabama.
Des scientifiques de l’Université Johannes Kepler (JKU) ont créé des robots mous orientables capables de courir, de nager et de sauter à grande vitesse. Lors des tests, les robots ont atteint une vitesse de 70 BL/s (longueur du corps par seconde). Ces résultats sont surprenants car même un guépard (l’animal terrestre le plus rapide sur Terre) ne peut courir que jusqu’à 23 BL/s. Mais ne vous attendez pas à des records de vitesse absolus, car les robots ont des corps à l’échelle millimétrique, bien que ces minuscules machines soient probablement les robots mous les plus rapides de la planète.
Les robots mous sont différents des robots conventionnels que vous voyez dans les usines, les restaurants et les expositions scientifiques. Ils sont construits à partir de matériaux flexibles tels que des polymères et des alliages à mémoire de forme (ces alliages changent de forme avec un changement de température). Les matériaux souples permettent aux robots de fonctionner de manière similaire à celle d’un organisme vivant (ou d’un tissu vivant). En revanche, les robots conventionnels sont constitués de matériaux rigides tels que le plastique, l’aluminium et le métal.
Pendant longtemps, les scientifiques ont essayé de fabriquer des robots mous suffisamment rapides pour fonctionner dans des environnements extrêmes où aucune autre machine ne fonctionnerait. Ces robots pourraient jouer un rôle important dans le domaine médical. Par exemple, des robots ultrarapides pourraient remplacer les méthodes invasives comme la coloscopie. Les médecins pourraient utiliser des robots lisses et rapides pour détecter des anomalies dans les organes du corps (comme l’estomac) qui sont difficiles à examiner avec les robots de diagnostic conventionnels.
Construction de robots ultrarapides
Les robots ultra-rapides sont fabriqués à partir d’un alliage de métal liquide appelé Galinstan. Il est composé d’étain (Sn), de gallium (Ga) et d’indium (In). Galinstan n’est pas couramment utilisé pour créer des robots mous ; ils sont majoritairement fabriqués à partir d’élastomères à base de silicone. Interrogé sur la raison derrière cela, le premier auteur de l’étude et physicien de la matière molle à JKU, le Dr Guoyong Mao, a déclaré à Ars Technica: “La propriété la plus importante de ce matériau est qu’il est liquide à température ambiante. , tandis que ayant également une conductivité élevée, ce qui le rend utile pour la construction de bobines souples et déformables.
Les chercheurs ont utilisé la technologie d’impression 3D en métal liquide pour former les bobines de galinstan. Ces bobines imprimées en 3D ont ensuite été intégrées dans des couvercles en élastomère qui les maintiennent ensemble avec un actionneur qui surveille leur état. Cela produit un robot électromagnétique souple en forme de bobine (SEMR) capable de fournir un actionnement et une propulsion rapides. Les chercheurs équipent en outre les robots de pieds en forme de L ou en dents de scie en fonction des substrats sur lesquels ils se déplaceront.
Les SEMR sont alimentés par des batteries au lithium polymère et leur mouvement ultra-rapide est alimenté par des actionneurs électromagnétiques (composants qui convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique). Les actionneurs sont des composants magnétiquement sensibles et, par conséquent, les robots se déplaçant rapidement peuvent être facilement contrôlés par un champ magnétique statique. Lors des tests, les robots captifs pouvaient se déplacer à 35 BL/s dans un avion et 70 BL/s sur une surface 3D pliée. De plus, ils ont nagé à 4,8 BL/s lorsqu’ils ont été testés dans l’eau. « Nous pensons qu’il s’agit d’une nouvelle technologie prometteuse dans le domaine de la robotique qui a un grand potentiel pour l’avenir. Nous n’avons trouvé aucune technologie similaire, utilisant un matériau souple et fonctionnel, capable d’effectuer autant de tâches à une vitesse aussi élevée”, a déclaré Mao.
L’avenir des robots souples ultrarapides
Les chercheurs ont également effectué des tests de vitesse avec des prototypes de robots mous non attachés et ont atteint une vitesse de nage de 1,8 longueurs corporelles par seconde (BL/s) et une vitesse de course maximale de 2,1 BL/s. Les chercheurs prévoient maintenant d’améliorer l’efficacité et les performances des robots autonomes.
Mao et son équipe affirment également que le développement de plus de SERM à l’échelle millimétrique utilisant l’impression 3D liquide pourrait ouvrir la voie à des robots plus grands et ultra-rapides à l’avenir.
Il existe plusieurs types de robots mous ; certains pourraient nous aider à éliminer les débris plastiques des océans, et d’autres pourraient nous permettre d’étudier les déserts chauds de la Lune et de Mars. La vitesse est un énorme facteur limitant pour toutes ces machines douces. La technologie derrière les SEMR ultrarapides a le potentiel de répondre à cette limite.
Nature Communications, 2022. DOI : 10.1038/s41467-022-32123-4 (À propos des DOI)
Rupendra Brahambhatt est une journaliste et cinéaste expérimentée. Il couvre l’actualité scientifique et culturelle et, depuis cinq ans, travaille activement avec certaines des agences de presse, magazines et marques médiatiques les plus innovantes opérant dans différentes parties du monde.