Une nouvelle technique ultra-économique pourrait faire chuter le prix de la robotique souple.

Une nouvelle technique ultra-économique pourrait faire chuter le prix de la robotique souple. Des ingénieurs d'Oxford créent une méthode de fabrication rapide utilisant des équipements de laboratoire courants, permettant de produire des actionneurs robotiques souples en quelques minutes pour moins de 0,10 $.

Des ingénieurs de l'université d'Oxford ont mis au point une méthode rapide et extrêmement économique de fabrication de robots souples à l'aide d'équipements de laboratoire courants. Cette méthode a été publiée aujourd'hui (8 mars) dans la revue *The University of Oxford Research*. Advanced Sciences.

La nouvelle technique permet aux chercheurs de fabriquer des actionneurs robotiques souples - les composants flexibles qui alimentent le mouvement - en moins de 10 minutes à un coût de matériau inférieur à 0,10 $ (dollars américains) par unité.

Chercheur principal et auteur correspondant, Professeur Antonio Forte a déclaré : « En abaissant les barrières financières et techniques à la fabrication, cette avancée pourrait démocratiser et accélérer considérablement la recherche et le prototypage en robotique souple dans les laboratoires, les start-ups et les établissements d’enseignement. »

Les robots souples, fabriqués à partir de matériaux flexibles capables de se plier et de se déformer, sont de plus en plus utilisés dans des applications allant de la manipulation d'objets délicats aux technologies de recherche et de sauvetage. Cependant, les méthodes de fabrication traditionnelles reposent souvent sur le moulage du silicone, des systèmes d'impression 3D spécialisés ou des procédés complexes de lamination textile ; autant de techniques qui peuvent s'avérer longues, coûteuses et nécessiter d'importants équipements.

L'équipe d'Oxford a mis au point une nouvelle approche combinant des sachets plastiques sous vide disponibles dans le commerce et une découpe laser de précision. En éliminant l'air entre les couches avant le traitement laser, les chercheurs parviennent à la fois à sceller et à façonner des structures gonflables avec une grande précision, créant ainsi des actionneurs de flexion programmables en une seule étape de découpe et de scellage.

Le procédé ne nécessite que trois éléments : des sachets sous vide thermoplastiques commerciaux (coûtant moins de 10 centimes par actionneur) ; une machine de scellage sous vide standard ; une découpeuse laser ou une graveuse laser de bureau.

 Une fois fabriqués, les actionneurs gonflables se plient de manière prévisible sous pression, permettant des mouvements complexes et programmables. Grâce à cette approche, l'équipe a conçu une pince robotique souple capable de soulever 25 fois son propre poids, ainsi que des robots ultralégers capables de ramper et de nager.

Auteur principal, chercheur postdoctoral, Ashkan Rezanejad « Grâce à cette approche, nous avons même produit des structures animales gonflables, notamment des tortues et des grues », a-t-il déclaré. « En permettant des projets créatifs et artistiques, notre méthode pourrait s'avérer particulièrement précieuse pour l'éducation et pour susciter l'intérêt des étudiants pour la robotique souple. »

Au-delà des économies réalisées, l'équipe a systématiquement testé les performances mécaniques et la durabilité des actionneurs. Les structures thermoplastiques ont démontré une force de sortie importante à des pressions relativement faibles et ont résisté à 100 000 cycles de gonflage-dégonflage lors des tests de durabilité.

Les chercheurs ont également mis au point un cadre de conception informatique permettant aux ingénieurs de « programmer » la flexion des actionneurs en ajustant des paramètres géométriques. Ceci permet la création de formes prévisibles, notamment des spirales et des structures en forme de lettre.

Les systèmes robotiques souples sont étudiés pour des applications telles que les dispositifs médicaux mini-invasifs, les technologies portables, les outils de fabrication adaptatifs et l'exploration en environnements dangereux. La réduction de la complexité de fabrication pourrait permettre aux chercheurs d'itérer plus rapidement et de déployer plus efficacement de nouveaux modèles.

Dans leurs travaux futurs, les chercheurs ont l'intention d'explorer d'autres matériaux thermoplastiques compatibles et la manière dont la méthode pourrait être adaptée pour permettre des mouvements plus complexes, tels que la torsion et les mouvements multidirectionnels.

https://eng.ox.ac.uk/news/new-ultra-low-cost-technique-could-slash-the-price-of-soft-robotics

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.74289