Cette peau robotique souple permet aux petits robots de naviguer dans des environnements complexes et fragiles
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Des chercheurs ont développé une peau robotique souple permettant à des robots vignerons de quelques millimètres de large de se déplacer sur des chemins tortueux et dans des environnements fragiles. Pour ce faire, ils ont intégré une très fine couche d'actionneurs en élastomère à cristaux liquides à des emplacements stratégiques de la peau souple. Le robot est piloté en contrôlant la pression à l'intérieur de son corps et la température des actionneurs.
Les chercheurs ont montré qu'un robot équipé de cette peau pouvait naviguer avec succès dans un modèle des artères d'un corps humain. Le robot était également capable de naviguer dans un modèle de l'intérieur d'un réacteur.
L’équipe de recherche publie ses résultats dans le numéro du 15 octobre de la revue Science Advances.
« Notre travail représente une étape vers des robots vigne souples, petits et orientables pour des applications dans des environnements délicats et contraints », a déclaré Tania K. Morimoto, professeure associée au département de génie mécanique et aérospatial de l'Université de Californie à San Diego, et auteure correspondante de l'article.
Les chercheurs ont surmonté ces limitations de taille en intégrant une série d'actionneurs en élastomère à cristaux liquides à des emplacements précis dans une enveloppe robotique souple. Ces actionneurs sont très fins mais néanmoins très robustes, ce qui les rend adaptés au pilotage de robots à petite échelle. Le robot peut être contrôlé soit par la température, soit par la pression, soit par les deux.
L'équipe de recherche a constaté que cette dernière option est préférable. « Ils ont intégré de petits éléments chauffants flexibles sous les actionneurs pour contrôler leur température et ont conçu un système permettant d'ajuster précisément la pression à l'intérieur du robot pour le pilotage. »
Les chercheurs ont testé la peau sur un robot flexible en forme de vigne, mesurant 3 à 7 millimètres de diamètre et 25 centimètres de long. Ces robots se développent à partir de l'extrémité en retournant leur peau. L'étude a montré que le robot pouvait effectuer plusieurs rotations de plus de 100 degrés sur toute la longueur de son corps lorsque les actionneurs étaient activés. Il pouvait également se faufiler dans des espaces étroits, dont certains mesuraient la moitié de son diamètre.
Par exemple, les chercheurs ont réussi à enfiler un robot souple en forme de vigne à travers un modèle d'aorte humaine et une artère de connexion. Ils ont également équipé le robot d'une caméra pour inspecter diverses cibles à l'intérieur d'un modèle de réacteur à réaction.
Les chercheurs ont montré que le robot était capable de naviguer sur un modèle de moteur à réaction.
Le robot vigneron peut être équipé d'une caméra sur sa pointe pour inspecter les endroits difficiles d'accès.
« La peau souple développée dans ce travail pourrait être adaptée à d'autres systèmes robotiques souples, tels que des dispositifs haptiques portables, des pinces souples et des robots souples locomoteurs », a déclaré Sukjun Kim, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Morimoto.
Les prochaines étapes incluent également la possibilité de contrôler le robot à distance ou de le rendre autonome, et de le rendre encore plus petit.