Les robots ont un énorme potentiel, mais si un moyen ne peut pas être trouvé pour les fabriquer rapidement, à moindre coût, et en grand nombre, ce potentiel peut rester exactement le même pendant un certain temps…. À cette fin, le Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) du MITa mis au point une nouvelle façon de fabriquer des robots souples alimentés hydrauliquement en une seule étape en utilisant des imprimantes 3D commerciales qui peuvent imprimer des pièces solides et liquides en même temps.
Le problème avec la révolution robotique industrielle anticipée est que les robots ont tendance à être des machines très complexes qui nécessitent beaucoup de montage. Ceci est non seulement chronophage et génère des goulots d’étranglements en général, mais cela devient très difficile quand de nombreux robots sont nécessaires pour faire une tâche spécifique.
L’impression 3D peut aider, mais tant qu’elle est limitée à faire uniquement des pièces discrètes, son utilité est limitée. C’est sur quoi travaillent les ingénieurs du CSAIL, c’est-à-dire le moyen de fabriquer des robots complexes sans qu’il soit nécessaire de les assembler.
Grâce à l’utilisation d’une imprimante 3D commerciale, l’équipe du CSAIL en est venue avec une nouvelle technique pour l’impression de robots entièrement fonctionnels en une seule fois. L’idée est que par l’impression active des systèmes intégrés au lieu des pièces statiques, il sera possible de créer sur mesure des modèles de conception qui peuvent produire différentes tailles, formes et fonctions à la demande.
Le MIT affirme que la clé est ce que l’équipe appelle «l’hydraulique imprimable » (printable hydraulics). Cela signifie qu’au lieu d’imprimer ou autrement dit, fabriquer des pièces discrètes, puis de les assembler, une imprimante à jet d’encre 3D avec de multiples têtes d’impression forme des pièces solides, flexibles, de support et liquides en même temps. Pour le procédé, des gouttelettes individuelles de 20 à 30 microns de diamètre, sont déposées couche par couche, pour construire des jambes, des engrenages, des pompes et des soufflets, dans une variété de substances solides et liquides.
Ces substances sont constituées d’un photopolymère qui est durci par de la lumière UV à haute intensité ou du polyéthylèneglycol liquide comme fluide hydraulique, car l’imprimante a été modifié pour l’utiliser. Les huit têtes d’impression permettent à l’imprimante de déposer différents matériaux les uns à côté des autres avec une résolution suffisante pour imprimer des canaux complexes fluidiques pré remplis.
L’équipe affirme que le processus surmonte la nature désordonnée de l’impression avec des liquides en utilisant différentes géométries et résolutions test pour s’assurer que les liquides sont ajoutés aux moments appropriés afin de remplir les cavités correctement, et qu’ils ne gênent pas le durcissement des composants solides. Le robot fini n’a besoin que d’une batterie et d’un moteur collé dessus après l’impression.
L’équipe du CSAIL a déjà appliqué le concept dans un certain nombre de robots test. L’un est un petit robot à six pattes alimenté par 12 actionneurs hydrauliques à l’intérieur du châssis. Il pèse environ 680 gr et sa taille est inférieure à 15 cm. Il est alimenté par un moteur à courant continu qui fait tourner un vilebrequin qui alimente un ensemble de pompes à soufflets remplis de fluide, ce qui faot déplacer les jambes. Une autre version utilise une pompe à engrenages imprimée en 3D pour un flux continu.
En outre, l’équipe a fabriqué un robot manipulateur en caoutchouc de silicone souple (voir ci-dessous) pour le robot Baxter, qui a été fabriqué en moins de temps que ce que nécessiterait la méthode conventionnelle. Actuellement, le prototype de robot à six pattes prend 22 heures pour son impression, mais l’équipe estime qu’avec des imprimantes plus avancées, il devrait être possible d’améliorer ce temps.
Selon le MIT, le procédé d’impression présente un certain nombre d’applications. Il peut non seulement fabriquer des robots rapidement et à moindre coût, mais permet également de modifier la conception en quelques minutes à des fins spécifiques avec moins de composants électroniques. Ceci est particulièrement utile dans les zones à hautes radiations où les robots ont une durée de vie très limitée et doivent être remplacés régulièrement.
Les résultats de l’équipe du CSAIL seront présentés dans un document à la Conférence International IEEE 2016 sur la robotique et l’automatisation (ICRA).
https://news.mit.edu/2016/first-3d-printed-robots-made-of-both-solids-and-liquids-0406
