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21 Jan, 2020

Un nouveau système de ventouse fait tourner de l’eau pour qu’elle adhère aux surfaces rugueuses et permettre l’escalade de murs non lisses.

Un nouveau système de ventouse fait tourner de l’eau pour qu’elle adhère aux surfaces rugueuses et permettre l’escalade de murs non lisses.

Le robot d’escalade de murs compatible avec le ZPD

Bien qu’il existe déjà des dispositifs à ventouses motorisés qui permettent aux personnes ou aux robots d’escalader les murs, ils ne fonctionnent que sur des surfaces lisses. Des scientifiques chinois ont toutefois mis au point un système qui permet de coller aux surfaces rugueuses grâce à la rotation de l’eau.

Connue sous le nom de « différence de pression nulle » (ZPD : Zero-pressure difference), cette technologie est développée par une équipe de l’université du Zhejiang, dirigée par Xin Li et Kaige Shi.

Elle comprend toujours des godets en caoutchouc souple, mais chacun d’eux renferme un anneau d’eau qui tourne à grande vitesse sur sa périphérie, à la limite entre le godet et la surface rugueuse sur laquelle il est appliqué. La force d’inertie qui en résulte génère un gradient de pression important, ce qui permet de maintenir un vide élevé au centre de la zone de vide de la coupe, tout en laissant la pression à la limite rester égale à la pression atmosphérique.

Sur une ventouse motorisée ordinaire, comme il y a une grande différence de pression à cette limite, le vide fuira facilement et échouera lorsqu’il sera placé sur des surfaces qui ne sont pas complètement lisses. Cependant, comme cette différence est éliminée dans le nouveau système, de telles fuites ne se produisent pas, quelle que soit la texture de la surface.

Et en prime, par rapport aux systèmes traditionnels, le ZPD nécessite beaucoup moins d’énergie pour maintenir une quantité donnée d’aspiration. L’ensemble est également plus petit et plus léger que les modèles classiques.

La pince (a), le robot (b) et l’appareil d’escalade (c) du ZPD

Jusqu’à présent, des gobelets ZPD de trois tailles ont été testés avec succès sur un bras robotique capable de saisir des objets, un dispositif « Spiderman-like » qui pourrait être utilisé par des personnes pour escalader des murs, et un robot hexapode pour escalader des murs – ce dernier intrigue particulièrement les chercheurs.

« Par rapport à d’autres robots d’escalade, le robot équipé de notre unité d’aspiration basée sur la ZPD présente des performances étonnamment meilleures », explique Kaige Li. « La prochaine étape de cette recherche consiste à réduire la consommation d’eau. Si la consommation d’eau peut être réduite, l’unité d’aspiration fonctionnera pendant très longtemps avec peu d’eau, de sorte que le robot grimpant au mur pourra transporter sa propre eau au lieu d’être raccordé à une alimentation ».

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-01/aiop-srg011720.php

https://aip.scitation.org/journal/phf

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5129958