Acte de haute voltige : un robot souple peut transporter des marchandises le long de câbles aériens escarpés

Des chercheurs ont créé un robot souple et léger capable de transporter des charges dans les airs sur des rails fixes, à la manière d'un téléphérique ou d'un tramway aérien. Ce robot est autonome, peut gravir des pentes jusqu'à 80 degrés et transporter des charges jusqu'à 12 fois son poids.

« Nous avons déjà créé des robots souples capables de se déplacer rapidement dans l'eau et sur la terre ferme , mais nous souhaitions explorer une conception capable de transporter des objets dans les airs et en espace ouvert », explique Jie Yin, auteur correspondant d'un article sur ces travaux et professeur associé de génie mécanique et aérospatial à l'Université d'État de Caroline du Nord. « Le moyen le plus simple d'y parvenir est de suivre un tracé établi, à l'instar des téléphériques que l'on voit en montagne. Et nous avons maintenant démontré que c'est possible. »

Les robots souples sont constitués d'élastomères à cristaux liquides en forme de ruban, torsadés – comme des rotinis – puis assemblés à leur extrémité pour former une boucle rappelant un bracelet. Ce « robot à anneau souple » est suspendu à un rail, qui peut être un fil, un câble ou un autre matériau. Plus précisément, le même anneau est enroulé deux ou trois fois autour du rail, ce qui lui permet de pendre à un angle parallèle au rail.

Lorsqu'elle est exposée à une lumière infrarouge placée perpendiculairement à la piste, la partie du ruban absorbant le plus de lumière se contracte. Cela induit un mouvement de roulement : la partie du ruban exposée à la lumière se contracte, entraînant la partie la plus froide dans la lumière. Cette partie se réchauffe alors lorsque la première section refroidit, provoquant ainsi la répétition indéfinie du cycle. Et, tandis que l'anneau souple roule et se tord sur lui-même, il s'entraîne le long de la piste.

« Lorsque le ruban tourne, c'est comme tourner une vis, ce qui permet au robot souple de se déplacer le long de la piste, même lorsqu'il transporte des marchandises sur des angles raides », explique Jie Yin.

Les chercheurs ont démontré que le robot à anneau souple pouvait évoluer sur des pistes aussi fines qu'un cheveu humain ou aussi épaisses qu'une paille. Il était également capable de surmonter des obstacles sur la piste, tels que des nœuds ou des bosses. Les chercheurs ont également démontré que le robot pouvait monter et descendre une pente et transporter des charges plus de douze fois son poids.

« Nous avons également démontré qu'il peut suivre des itinéraires complexes – pas nécessairement en ligne droite », explique Fangjie Qi, premier auteur de l'article et doctorant à l'Université d'État de Caroline du Nord. « Nous avons démontré qu'il peut suivre des lignes courbes, des cercles, des spirales tridimensionnelles, etc., de manière contrôlée. Nous pensons que la capacité d'adaptation du robot à naviguer dans des schémas complexes de manière prévisible est prometteuse pour son utilité dans des applications pratiques. »

« Nous réfléchissons actuellement à des applications spécifiques pour cette technologie, ainsi qu'à l'adaptation des robots souples pour qu'ils réagissent à d'autres signaux que la lumière infrarouge », assure Jie Yin. « Par exemple, nous pourrions développer un robot annulaire souple fonctionnant à la lumière du soleil ou en réponse à d'autres sources d'énergie externes. »

https://news.ncsu.edu/2025/04/soft-robot-cable-cars

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503288