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19 Jan, 2024

Un insecte robotisé se déplace sur l’eau grâce à une technologie record

Un insecte robotisé se déplace sur l’eau grâce à une technologie record

Le robot WaterStrider utilise ce qui serait l’actionneur à mémoire de forme le plus petit et le plus léger au monde.

Les araignées d’eau (striders en anglais) sont fascinants à observer, car elles se déplacent sur l’eau en s’appuyant sur la tension superficielle. Les scientifiques ont maintenant construit une minuscule version robotisée de l’insecte, qui utilise un actionneur record pour se déplacer.

Le robot WaterStrider a été créé à l’université de l’État de Washington par une équipe dirigée par le professeur associé Néstor O. Pérez-Arancibia et l’étudiant en doctorat d’ingénierie Conor Trygstad. Les chercheurs ont également construit un robot plus petit et plus simple, inspiré des punaises d’eau, appelé MiniBug.

Certainement le plus intrigant des deux, le robot WaterStrider ne mesure que 22 mm de long (contre 8,5 mm pour le MiniBug) et ne pèse que 56 milligrammes. Son corps, essentiellement en fibre de carbone, est équipé de quatre pieds en forme de disque qui maintiennent la tension de surface et l’empêchent de couler.

La partie vraiment intéressante du robot, cependant, est l' »actionneur à mémoire de forme » qui fait bouger ses deux bras/ailes. D’une longueur de 7 mm, il s’agirait du plus petit appareil de ce type jamais fabriqué.

Le WaterStrider et le MiniBug à côté d’une pièce d’un quart de dollar américain pour l’échelle

L’actionneur intègre deux minuscules fils en alliage de nickel-titane qui se contractent lorsqu’ils sont chauffés, mais se détendent pour revenir à un état par défaut plus long lorsqu’ils sont refroidis. Lorsqu’ils sont exposés à un courant électrique, les fils se réchauffent et se contractent. Lorsque le courant cesse, les fils se refroidissent et reviennent à leur état plus long « mémorisé ».

Par conséquent, en appliquant un courant électrique pulsé, il est possible de faire passer rapidement les fils d’un état à l’autre, en faisant battre les bras qui y sont reliés. De cette manière, le WaterStrider est capable de battre des bras jusqu’à 40 fois par seconde, se déplaçant à la surface de l’eau à une vitesse d’environ 6 mm par seconde.

Utilisé dans une configuration différente, l’actionneur est en outre capable de soulever 155 fois son propre poids.

Nestor Pérez-Arancibia, Conor Trygstad et leurs collègues travaillent actuellement à l’intégration de l’alimentation électrique dans le robot, et ils espèrent développer d’autres robots inspirés des insectes, capables de se déplacer à la fois à la surface de l’eau et sous l’eau.

Les robots pourraient un jour être utilisés dans des applications telles que la pollinisation artificielle, la recherche et le sauvetage, et la surveillance de l’environnement, tandis que l’actionneur lui-même pourrait également être utilisé dans des tâches telles que la microfabrication et la chirurgie assistée par robot.

https://ieeexplore.ieee.org/document/10342518

https://news.wsu.edu/press-release/2024/01/17/mini-robots-modeled-on-insects-may-be-smallest-lightest-fastest-ever-developed/