28/08/2017 - Robots capables de réparer leurs propres matériaux

Menéame

Une équipe d'experts en robotique Vrije Universiteit de Bruxelles (VUB) assistés par des responsables du projet européen SPEAR ont conçu des robots mous capables de s'auto-épanouir. Ces robots sont construits avec des matériaux souples capables d'attraper des objets délicats, ce qui les rend capables d'être utilisés dans l'industrie alimentaire ou dans le domaine de la chirurgie minimale invasive, entre autres applications.

La composition de ces robots vous permet d'absorber des chocs et de vous protéger contre différents impacts mécaniques, ce type de robots, appelés " blondes ," sont également utilisés dans des travaux de réhabilitation et dans des prothèses de bras.Les matériaux mous utilisés pour leur construction sont très susceptibles de subir des coupes ou des perforations.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue scientifique Science Robotics Journal.

Matériaux autoréparants

Les robots mous peuvent se déplacer sur des terrains irréguliers ou accéder à des espaces par des ouvertures minuscules. En touchant d'autres objets, ses activateurs mous peuvent adapter leur forme et constituent donc des candidats idéals pour les poignées avec lesquelles ils manipulent des objets mous tels que les fruits et légumes. La robotique molle doit faire face à un problème très commun, comme celui des dommages causés par la pression excessive exercée par les systèmes pneumatiques. Ainsi, l'équipe responsable du projet a construit son système de robotique molle avec des hydrogène auto-épargnants pour tirer le meilleur parti de ce type de robotique et réduire autant que possible l'argent et le temps perdu en raison de leur sensibilité à subir des dommages (les robots mous sont souvent percés et fuyant en raison de pressions excessives ou de l'usure en cours d'emploi).

L'équipe a utilisé des polymères Diels-Alder pour créer trois applications de déclencheurs pneumatiques mous auto-épargnants, à savoir une main molle, un poignée mou et des muscles artificiels. L'utilisation de ces matériaux mous entraîne une approche biologique des propriétés des organismes naturels. La méthode de fabrication des déclencheurs utilise ce comportement autoréparant des matériaux. Les polymères ont été dotés de la capacité de réparer les dommages macroscopiques et microscopiques, d'abord en récupérant leur forme d'origine puis en se réparant complètement.

L'équipe a opté pour trois applications, qui sont les plus étendues. La première était une main souple qui peut être utilisée dans les robots sociaux actifs dans des environnements dynamiques qui ne sont pas programmés auparavant. Cela signifie qu'ils peuvent être touchés par des objets tranchants tels que les bords métalliques, les cristaux cassés, les plastiques fins et même le bord d'une feuille de papier.

Deuxièmement, ils ont travaillé sur un poignée pneumatique souple qui peut être utilisé pour manipuler des objets délicats dans des chaînes de sélection et d'emballage de fruits et légumes, par exemple, où il est possible de trouver des branches pointues.

La troisième application consiste en muscles artificiels capables de se contracter, souvent utilisés pour rendre les systèmes robotiques conformes aux normes en vigueur. Ils produisent des forces très élevées par des pressions excessives qui peuvent provoquer des forages et des fuites.

L'équipe de chercheurs a réussi à réparer complètement des dommages macroscopiques réalistes avec un traitement de la chaleur douce. Les dommages causés aux trois applications ont pu être entièrement réparés par une procédure d'auto-réparation à une température moyenne (80°C). Le processus n'a pas créé de points faibles dans la cicatrice et la performance des déclencheurs a été presque entièrement rétablie après chaque cycle de réparation.

Les matériaux ayant des capacités d'autoréparation sont un phénomène relativement récent; en fait, le terme a été inventé en 2001. Parmi ses utilisations actuelles figurent les revêtements pour téléphones mobiles capables d'autoréparer des égratignures et certaines applications dans l'industrie automobile. Il est très probable qu ' ils soient utilisés dans le secteur aérospatial et que l'on s'efforce en particulier de développer des films autoréparables élastiques qui ont un énorme potentiel pour la création d'applications de la peau artificielle.

Projet SPEAR

Le projet SPEAR (Series-Parallel Actuators for Robotics) vise à répondre à tous les défis scientifiques posés par ces matériaux et à étudier leurs applications les plus avant-gardistes au profit de tous les types de systèmes artificiels dotés d'activateurs, et notamment dans le domaine de la robotique.

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