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Ingénierie de robots spongieux pour s'attaquer aux endroits délicats

Ingénierie de robots spongieux pour s'attaquer aux endroits délicats

Les ingénieurs du MIT développent des matériaux à «changement de phase» pour permettre aux robots de se faufiler dans de petits espaces.

Le professeur Anette Hosoi et son équipe ont créé une technologie à base de mousse et de cire pour déformer les robots. Les autres membres de l'équipe comprennent l'ancienne étudiante diplômée de Hosoi Nadia Cheng et des chercheurs de l'Institut Max Planck pour la dynamique et l'auto-organisation. Les matériaux en font une alternative viable et moins chère aux robots solides conventionnels. Sa composition unique lui permet de basculer entre les états durs et mous.

Une autre étude a déterminé que le matériau pourrait être utilisé dans la construction d'un robot chirurgical. Ce robot serait capable de voyager à travers le corps humain sans endommager d'autres organes. Se souvenir du Autobus scolaire magique épisode où Mme Frizzle emmène les enfants en excursion dans le corps humain? Ces robots pourraient offrir une alternative moins excitante à cet épisode.

Les robots ont déjà été testés avec succès avec le matériel intégré. Actuellement, les robots peuvent se faufiler à travers de petits trous et se ré-étendre de l'autre côté, de la même manière que les poulpes.

Cependant, un fait particulièrement intéressant que les chercheurs ont remarqué que les robots à structure souple sont difficiles à contrôler. Les mouvements sont incroyablement imprévisibles par rapport aux robots rigides. Ainsi, les chercheurs ont décidé de développer une structure robotique capable de passer d'un état solide à un état dur.

"Si vous essayez de vous faufiler sous une porte, par exemple, vous devriez opter pour un état souple, mais si vous voulez prendre un marteau ou ouvrir une fenêtre, vous avez besoin d'au moins une partie de la machine pour être rigide," dit Hosoi.

Comment ça fonctionne

Étonnamment, la technologie des structures souples / rigides est simple. Une couche de mousse est immergée dans de la cire chaude et pressée pour absorber le matériau. La mousse fournit une structure interne douce et flexible tandis que la cire fournit des caractéristiques à la fois solides et flexibles en fonction de la température. La cire reste solide à des températures plus fraîches, mais avec un peu de chaleur, elle devient douce et capable de se faufiler dans les zones étroites.

Actuellement, la température est modifiée en faisant passer un long fil à travers la structure. Le fil agit comme une résistance qui à son tour produit de la chaleur.

La cire peut également être chauffée au point où elle atteint un état liquide, guérissant tout dommage dans le processus.

«Ce matériau s'auto-guérit», poursuit Hosoi. "Donc, si vous le poussez trop loin et fracturez le revêtement, vous pouvez le chauffer puis le refroidir, et la structure retrouve sa configuration d'origine."

Les faibles coûts de fabrication signifient que ces robots pourraient se lancer dans des missions dangereuses. Ils pourraient être utilisés pour des missions de recherche et de sauvetage qui les obligeraient à passer au crible des gravats lourds et déchiquetés.

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Les matériaux qui changent de forme pourraient aider les efforts de recherche dans le monde entier. Ces robots sont incroyablement maniables, peu coûteux à produire et très efficaces.

«Ce travail est une excellente démonstration de la façon dont le réglage de la rigidité thermiquement contrôlé pourrait être utilisé dans la robotique douce.» conclut Carmel Majidi, professeur adjoint de génie mécanique à l'Institut de robotique de l'Université Carnegie Mellon, membre non affilié du projet.

Écrit par Maverick Baker

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