Les ingénieurs créent un robot qui peut se déplacer comme une chenille

Les chercheurs en ingénierie de l’Université de Toronto ont développé un petit robot qui peut se déplacer de manière similaire à une chenille. Cette nouvelle technologie peut avoir un impact sur diverses industries, notamment l’aviation et la technologie intelligente. 

La recherche a été publiée dans Scientific Reports. 

Le groupe de chercheurs en ingénierie comprend le professeur Hani Naguib. L’équipe se concentre sur les matériaux intelligents, en particulier les actionneurs électrothermiques (ETAs). Les ETAs sont des dispositifs fabriqués à partir de certaines polymères qui peuvent être programmés pour répondre physiquement aux changements électriques ou thermiques. Ils peuvent être programmés pour imiter les réflexes musculaires et réagir physiquement à la température en se resserrant dans le froid et en se détendant lorsqu’il fait chaud. 

Le professeur Naguib et l’équipe d’ingénieurs utilisent cette nouvelle technologie dans les robots, et ils développent des robots souples qui peuvent ramper et se courber comme une chenille. Un autre domaine où ils seront importants est dans l’industrie manufacturière. Les robots souples pourraient remplacer certains robots plaqués de métal qui existent actuellement. 

“Actuellement, les robots que vous trouverez dans l’industrie sont lourds, solides et isolés des travailleurs sur le plancher de l’usine, car ils présentent des risques pour la sécurité,” explique Naguib.

“Mais l’industrie manufacturière se modernise pour répondre à la demande. De plus en plus, il y a un accent sur l’intégration des interactions humaines-robots,” dit-il. “Les robots souples et adaptables peuvent tirer parti de cette collaboration.”

L’étude des matériaux réactifs a existé depuis longtemps, mais le groupe d’ingénieurs a découvert un nouveau moyen de les programmer pour obtenir les mouvements robotiques de chenille. 

Selon l’étudiant en doctorat et auteur principal de l’article, Yu-Chen (Gary) Sun, “Les recherches existantes documentent la programmation des ETAs à partir d’un état de repos plat. La programmabilité de forme d’une structure bidimensionnelle est limitée, donc la réponse est simplement un mouvement de flexion.”

L’équipe a utilisé une méthode de relaxation et de durcissement thermique pour créer un ETA qui a un état de repos tridimensionnel. Cela apporte un ensemble entièrement nouveau de formes et de mouvements possibles. 

“Ce qui est également nouveau, c’est la puissance requise pour induire le mouvement de chenille. La nôtre est plus efficace que tout ce qui a existé dans la littérature de recherche jusqu’à présent,” dit Sun.

Selon le professeur Naguib, ce nouveau domaine de la robotique peut complètement révolutionner de nombreuses industries, notamment la sécurité, l’aviation, la chirurgie et les électroniques portables. 

Dans les situations où les humains pourraient être en danger — une fuite de gaz ou un incendie — nous pourrions équiper un robot rampant avec un capteur pour mesurer l’environnement nocif,” explique Naguib. “Dans l’aérospatiale, nous pourrions voir les matériaux intelligents être la clé des avions de nouvelle génération avec des ailes qui se transforment.”

Les premières applications seront probablement dans le domaine de la technologie portable. 

“Nous travaillons à appliquer ce matériau à des vêtements. Ces vêtements se compresseraient ou se relâcheraient en fonction de la température corporelle, ce qui pourrait être thérapeutique pour les athlètes,” dit Naguib. L’équipe étudie également si les vêtements intelligents pourraient être bénéfiques pour les blessures de la moelle épinière.

L’équipe de chercheurs se tournera maintenant vers la réalisation du mouvement de reptation réactif plus rapide, et ils se concentreront sur de nouvelles configurations. 

“Dans ce cas, nous l’avons entraîné à se déplacer comme une chenille,” dit-il. “Mais notre approche innovante signifie que nous pourrions entraîner les robots à imiter de nombreux mouvements — comme les ailes d’un papillon.”