Des robots inspirés des insectes surveillent des environnements complexes

Des 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 à atteindre par les humains. 

La nouvelle recherche intitulée "Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility" a été publiée dans la revue Technologies avancées des matériaux. 

Imagerie et évaluation environnementale

Junfeng Gao est doctorant en génie industriel à la Swanson School of Engineering. Il a dirigé les travaux sur les robots nouvellement développés. 

"Ces robots pourraient être utilisés pour accéder à des zones confinées pour l'imagerie ou l'évaluation environnementale, prélever des échantillons d'eau ou effectuer des évaluations structurelles", a déclaré Gao. "Partout où vous voulez accéder à des endroits confinés - où un insecte peut aller mais pas une personne - ces machines pourraient être utiles."

C'est encore un autre exemple de chercheurs qui se tournent vers la nature pour s'inspirer pour construire les microbots d'aujourd'hui. De minuscules créatures comme les crevettes mantes et les puces peuvent manœuvrer sur les surfaces d'une manière plus économe en énergie que de ramper en s'appuyant sur des mouvements impulsifs. Ces mouvements ont ensuite été reproduits dans les nouveaux robots en muscle artificiel polymère.

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

"Cela revient à charger une flèche dans un arc et à la tirer - les robots s'accrochent pour accumuler de l'énergie, puis la relâchent dans une rafale impulsive pour bondir en avant", a déclaré Shankar. "Habituellement, l'actionnement des muscles artificiels avec lesquels nous travaillons est assez lent. Nous avons été attirés par la question : "Comment prenons-nous ce muscle artificiel et l'utilisons-nous pour générer une activation de saut plutôt qu'une activation lente ?" 

Se tourner vers l'ordre moléculaire et la géométrie

Pour répondre à cette question, l'équipe s'est penchée sur l'ordre moléculaire et la géométrie. 

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

"La forme composite incurvée du muscle polymère lui permet de générer de l'énergie lorsqu'il est alimenté. La façon dont les molécules sont alignées dans le muscle s'inspire du monde naturel, où leur activation combinée génère de l'énergie dans la structure », a déclaré Tabrizi. "Ceci est accompli en utilisant pas plus de quelques volts d'électricité."

En concevant des robots de la taille d'un cricket pour qu'ils soient à la fois polyvalents et légers, ils peuvent manœuvrer sur des surfaces en mouvement comme le sable. Ils peuvent effectuer ces mouvements aussi facilement que sur des surfaces dures. Plus impressionnant encore, les robots peuvent sauter sur l'eau. 

La recherche comprenait également le co-auteur Arul Clement.