Robots inspirés des insectes pour surveiller les environnements complexes

Les chercheurs de l’Université de Pittsburgh ont conçu de minuscules robots inspirés des insectes qui peuvent être utilisés dans des environnements complexes et étroits difficiles d’accès pour les humains.

La nouvelle recherche intitulée « Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility » a été publiée dans le journal Advanced Materials Technologies.

Évaluation de l’imagerie et de l’environnement

Junfeng Gao est un étudiant en doctorat en génie industriel à la Swanson School of Engineering. Il a dirigé les travaux sur les nouveaux robots développés.

« Ces robots pourraient être utilisés pour accéder à des zones confinées pour l’imagerie ou l’évaluation de l’environnement, prendre des échantillons d’eau ou effectuer des évaluations structurelles », a déclaré Gao. « Partout où vous voulez accéder à des endroits confinés – où un insecte pourrait aller mais pas une personne – ces machines pourraient être utiles. »

Ceci est un autre exemple de chercheurs qui cherchent l’inspiration dans la nature pour construire les micro-robots d’aujourd’hui. De minuscules créatures comme les crevettes et les puces peuvent se déplacer sur des surfaces de manière plus économe en énergie que la marche en s’appuyant sur des mouvements impulsifs. Ces mouvements ont ensuite été reproduits dans les nouveaux robots faits de muscle artificiel polymérique.

Ravi Shankar est professeur de génie industriel à Pitt. Il dirige le laboratoire qui a mené la nouvelle recherche.

« C’est comme charger une flèche dans un arc et la tirer – les robots s’accrochent pour accumuler de l’énergie, puis la libèrent en une impulsion pour s’élancer en avant », a déclaré Shankar. « Habituellement, l’actionnement dans les muscles artificiels avec lesquels nous travaillons est assez lent. Nous nous sommes intéressés à la question : « Comment prendre ce muscle artificiel et l’utiliser pour générer une actionnement de saut plutôt qu’une actionnement lente ? »

Se tourner vers l’ordre moléculaire et la géométrie

Pour répondre à cette question, l’équipe a examiné l’ordre moléculaire et la géométrie.

Mohsen Tabrizi est un étudiant en doctorat en génie industriel à la Swanson School et co-auteur de la recherche.

« La forme composite courbe du muscle polymérique lui permet de stocker de l’énergie lorsqu’il est alimenté. La façon dont les molécules sont alignées dans le muscle trouve son inspiration dans le monde naturel, où leur actionnement combinée stocke de l’énergie dans la structure », a déclaré Tabrizi. « Cela est réalisé avec pas plus de quelques volts d’électricité. »

En conçuant les robots de la taille d’un grillon pour être à la fois polyvalents et légers, ils peuvent se déplacer le long de surfaces mobiles comme le sable. Ils peuvent effectuer ces mouvements tout aussi facilement qu’ils le font sur des surfaces dures. Le plus impressionnant, les robots peuvent sauter par-dessus l’eau.

La recherche comprenait également le co-auteur Arul Clement.