Les ingénieurs développent le plus petit robot marchant télécommandé jamais créé

Une équipe d’ingénieurs de l’Université Northwestern a développé le plus petit robot marchant télécommandé jamais créé, qui prend la forme d’un petit crabe. 

Les petits crabes robots ne mesurent que la moitié d’un millimètre de large, ce qui les rend plus petits qu’une puce. Ils peuvent se plier, se tordre, marcher, ramper, tourner et sauter. Outre le petit crabe, les chercheurs ont également développé des robots de la taille d’un millimètre qui ressemblent à des grillons, des scarabées et des chenilles. 

Atteindre les robots de taille microscopique

Selon l’équipe, ces nouveaux types de robots pourraient nous rapprocher de l’atteinte de robots de taille microscopique capables de fonctionner dans des espaces très confinés.

La recherche a été publiée dans la revue Science Robotics.

John A. Rogers a dirigé les travaux expérimentaux. Il est professeur de science des matériaux et d’ingénierie, d’ingénierie biomédicale et de neurochirurgie à l’école d’ingénierie McCormick et à la faculté de médecine Feinberg de Northwestern. Il est également directeur de l’Institut Querrey Simpson de bioélectronique (QSIB). 

“La robotique est un domaine de recherche passionnant, et le développement de robots à l’échelle microscopique est un sujet amusant pour l’exploration académique”, a déclaré Rogers. “On pourrait imaginer des micro-robots comme des agents pour réparer ou assembler de petites structures ou machines dans l’industrie, ou comme des assistants chirurgicaux pour nettoyer les artères bouchées, arrêter les saignements internes ou éliminer les tumeurs cancéreuses – le tout dans des procédures minimalement invasives.”

Yonggang Huang a dirigé les travaux théoriques. Il est professeur de génie mécanique et de génie civil et environnemental à McCormick et membre clé de QSIB.

“Notre technologie permet une variété de modalités de mouvement contrôlées et peut marcher avec une vitesse moyenne de la moitié de la longueur de son corps par seconde”, a déclaré Huang. “C’est très difficile à réaliser à de si petites échelles pour les robots terrestres.”

Construire le petit crabe

Le crabe n’a pas besoin de s’appuyer sur un matériel complexe, des hydrauliques ou de l’électricité comme de nombreux autres robots. Il tire son énergie de la résilience élastique de son corps. Les chercheurs ont construit le robot en utilisant un matériau à mémoire de forme qui se transforme en une forme “mémorisée” lorsqu’il est chauffé. Pour chauffer rapidement le robot, l’équipe a utilisé un faisceau laser balayé et ciblé différents endroits du corps du robot. Une fois refroidi, un revêtement de verre élastique ramène la partie correspondante de la structure à sa forme déformée. 

En changeant d’une phase à l’autre, le robot peut créer une locomotion. En visant le laser dans différentes directions, l’équipe peut contrôler où le robot marche. Pour se déplacer de gauche à droite, l’équipe n’a qu’à balayer de droite à gauche. 

“Parce que ces structures sont si petites, le taux de refroidissement est très rapide”, a expliqué Rogers. “En fait, la réduction de la taille de ces robots les permet de fonctionner plus rapidement.”

Pour atteindre un état si petit pour le robot, l’équipe a tout d’abord fabriqué des précurseurs des structures de crabe marchant en géométries planes. Ils ont ensuite lié les précurseurs à un substrat de caoutchouc légèrement étiré. En relâchant le substrat, un processus de plissement contrôlé se produit et fait “sauter” le crabe dans des formes tridimensionnelles définies. 

“Avec ces techniques d’assemblage et ces concepts de matériaux, nous pouvons construire des robots marchants de presque n’importe quelle taille ou forme 3D”, a déclaré Rogers. “Mais les étudiants se sont sentis inspirés et amusés par les mouvements de rampe latérale des petits crabes. C’était un caprice créatif.”