Nous avons récemment vu un certain nombre de robots souples inspirés par l’art ancien du pliage du papier – l’origami -, y compris les micro-pinces à base de polymère et le Twister sécurisé. Les chercheurs de Harvard et du MIT disent que les robots faits de matériaux souples ne sont souvent pas aussi résistants que leurs homologues rigides. Cette réflexion a conduit au développement de muscles artificiels peu coûteux qui ont été conçus pour donner de la superpuissance aux robots souples.
Les muscles artificiels ont été développés par une équipe du Wyss Institute de la Harvard University et du CSAIL (Computer and Artificial Intelligence Laboratory), et utilisent uniquement la pression d’air ou d’eau pour aider les robots souples à soulever des objets jusqu’à mille fois leur propre poids. Et ils se plient et se déplient de façon moins robotique.
L’actionneur de type musculaire est constitué d’un squelette interne, qui peut être façonné à partir d’une gamme de matériaux, y compris une bobine métallique ou une matière plastique pliée, entouré d’air ou de liquide avant d’être scellé dans une peau externe en plastique ou textile.
Le mouvement musculaire est déclenché lorsqu’un vide créé à l’intérieur de la peau s’effondre autour du squelette, provoquant une tension dans la structure qui entraîne un mouvement. Le type de mouvement est contrôlé uniquement par la forme du squelette, ce qui signifie que le traitement du système et les algorithmes de contrôle complexes peuvent être excédentaires par rapport aux exigences.
«L’un des aspects clés de ces muscles est qu’ils sont programmables, dans la mesure où la conception du repli du squelette définit la façon dont la structure entière se déplace», explique Shuguang Li, Ph.D., boursier postdoctoral à l’Institut Wyss et MIT CSAIL. « Vous obtenez essentiellement ce déplacement pour rien, sans avoir besoin d’un système de contrôle. »
Une seule source de vide entraîne ce robot souple en forme de serpent avec une pince
Les chercheurs ont construit un certain nombre de robots souples différents pour démontrer les nombreuses capacités et la résilience de leur création. Ils rapportent que les muscles artificiels sont à la fois légers et très puissants, affirmant qu’un actionneur de 2,6 grammes est capable de soulever un objet de 3 kilogrammes.
Ils sont bon marché et rapides à fabriquer aussi. Un actionneur peut être assemblé en utilisant des matériaux qui coûtent moins d’un dollar en environ 10 minutes. Et pour démontrer la nature évolutive du développement, les chercheurs ont fabriqué des muscles artificiels de quelques millimètres à un mètre sans perte de performance.
L’équipe considère également que son innovation est plus sûre pour la robotique d’assistance au contact rapproché que les autres systèmes de robots souples en développement.
«Les muscles à base de vide ont un risque moindre de rupture, d’échec et de dommages, et ils ne se dilatent pas lorsqu’ils fonctionnent, vous pouvez donc les intégrer dans des robots au plus près du corps», a déclaré le co-auteur de le papier Daniel Vogt, MS
Les exemples d’utilisation potentielle comprennent des dispositifs chirurgicaux, des exosquelettes, des manipulateurs en haute mer et même une architecture qui peut changer de forme ou de fonction au besoin et de grandes structures qui peuvent être envoyées dans l’espace pour faciliter l’exploration. Une version soluble dans l’eau a également été développée, ouvrant la porte à une utilisation potentielle pour les robots à ingérer.
« Maintenant que nous avons créé des actionneurs avec des propriétés similaires au muscle naturel, nous pouvons imaginer construire presque n’importe quel robot pour presque n’importe quelle tâche », a déclaré Rob Wood Ph.D, membre du corps professoral fondateur de l’Institut Wyss.
https://wyss.harvard.edu/artificial-muscles-give-soft-robots-superpowers/
http://www.pnas.org/content/early/2017/11/21/1713450114
