Les chercheurs développent un bras robotique en caoutchouc inspiré de la pieuvre

Les chercheurs de l’école d’ingénierie et de sciences appliquées de Harvard John A. Paulson (SEAS) et de l’Université Beihang ont développé un bras robotique en caoutchouc inspiré de la pieuvre. Il peut saisir, déplacer et manipuler une gamme d’objets différents avec sa conception flexible et conique. Le bras robotique est composé de ventouses qui aident à avoir une prise plus ferme lors de la saisie d’objets de formes, tailles et textures variées.

Ce nouveau développement est un autre exemple de robots inspirés de la nature. Chez la pieuvre, deux tiers des neurones sont situés dans ses bras, ce qui rend chaque bras indépendant. Les bras de la pieuvre sont capables de défaire des nœuds, d’ouvrir des bouteilles à préserver pour enfants et de s’enrouler autour de proies de formes et de tailles variées. L’un des aspects les plus impressionnants des bras est les ventouses, qui peuvent former des joints solides sur des surfaces rugueuses sous l’eau.

August Domel est un récent diplômé du doctorat de Harvard et co-premier auteur de l’article.

« La plupart des recherches précédentes sur les robots inspirés de la pieuvre se sont concentrées soit sur l’imitation de la succion, soit sur le mouvement du bras, mais pas les deux », a déclaré Domel. « Notre recherche est la première à quantifier les angles de conicité des bras et les fonctions combinées de flexion et de succion, ce qui permet d’utiliser un seul petit gripper pour une large gamme d’objets qui nécessiteraient autrement l’utilisation de plusieurs grippers. »

La recherche a été publiée dans Soft Robotics.

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

La première étape prise par les chercheurs a consisté à étudier l’angle de conicité des bras de la pieuvre. Ils ont ensuite déterminé quelle conception serait la meilleure pour un robot en caoutchouc pour plier et saisir des objets. L’équipe a étudié la disposition et la structure des ventouses et a trouvé un moyen de les intégrer dans la nouvelle conception.

Zhexin Xie est co-premier auteur et étudiant en doctorat à l’Université Beihang. Il est co-inventeur du Festo Tentacle Gripper. Il s’agit de la première mise en œuvre entièrement intégrée de son genre dans un prototype commercial.

« Nous avons imité la structure générale et la distribution de ces ventouses pour nos actionneurs en caoutchouc », a déclaré Xie. « Bien que notre conception soit beaucoup plus simple que son homologue biologique, ces ventouses biomimétiques à base de vide peuvent s’attacher à presque n’importe quel objet. »

Le bras robotique en caoutchouc est contrôlé par les chercheurs à l’aide de deux valves. Une valve est utilisée pour appliquer la pression pour plier le bras, et l’autre est pour un vide qui active les ventouses. Les chercheurs peuvent modifier la pression et le vide pour faire en sorte que le bras s’attache à un objet, s’enroule autour et le libère.

L’appareil a été testé avec succès par les chercheurs sur divers objets, notamment des feuilles de plastique minces, des tasses de café, des éprouvettes, des œufs et des crabes vivants. Grâce à la conception conique, le bras robotique en caoutchouc a pu fonctionner dans des espaces confinés pour récupérer des objets.

Katia Bertoldi est co-auteur principal de l’étude et professeur de mécanique appliquée et de SEAS.

« Les résultats de notre étude ne fournissent pas seulement de nouvelles informations sur la création d’actionneurs robotiques en caoutchouc de nouvelle génération pour la saisie d’une large gamme d’objets morphologiquement divers, mais contribuent également à notre compréhension de la signification fonctionnelle de la variabilité de l’angle de conicité du bras chez les espèces de pieuvres », a déclaré Bertoldi.