La robotique douce s'améliore avec une pompe flexible

Des scientifiques de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ont développé une pompe miniature qui contribuera à augmenter l'efficacité des robots souples autonomes, des exosquelettes légers et des vêtements intelligents. 

La plupart de nos robots souples actuels sont fabriqués à partir de silicone, de caoutchouc et de polymères extensibles. Contrairement aux robots plus durs ou plus traditionnels, les robots mous sont capables de se déplacer plus efficacement dans des environnements complexes, de manipuler des objets fragiles et d'être utilisés dans de nombreuses connexions robot-humain. Certains des domaines dans lesquels ils sont utilisés comprennent les exosquelettes de rééducation et les vêtements robotiques. Les robots de type soft-bio pourraient éventuellement explorer des environnements éloignés et dangereux de manière beaucoup plus sûre que les humains. 

Les robots mous que nous avons maintenant contiennent des pompes rigides et bruyantes qui sont utilisées pour pousser le fluide dans des zones importantes. Cela nuit à la possibilité de ce que peuvent être les robots mous puisque leur mobilité et leur autonomie sont limitées par les pompes et les tubes. 

Des chercheurs du Laboratoire des transducteurs souples (LMTS) et du Laboratoire des systèmes intelligents (LIS) de l'EPFL, ainsi que des chercheurs du Shibaura Institute of Technology à Tokyo, au Japon, sont responsables de ces nouveaux développements. Les deux groupes sont les premiers à avoir développé une pompe entièrement douce, jusqu'aux électrodes. La nouvelle pompe pèse environ un gramme, et elle est complètement silencieuse tout en utilisant une très petite quantité d'énergie. L'alimentation provient d'un circuit de 2 cm sur 2 cm et d'une batterie rechargeable. Cette nouvelle pompe pourrait également être en mesure de se débarrasser de la nécessité d'utiliser des attaches. 

Herbert Shea, le directeur du LMTS, a parlé de la nouvelle technologie. 

"Si nous voulons actionner des robots plus gros, nous connectons plusieurs pompes ensemble", a déclaré Shea. "Nous considérons cela comme un changement de paradigme dans le domaine de la robotique douce." 

Les chercheurs ont publié leurs travaux dans un article de Nature. 

Une autre façon d'utiliser les pompes souples consiste à faire circuler des fluides dans les vêtements intelligents. Ils le feraient en déplaçant les liquides dans de minces tubes flexibles intégrés dans les vêtements. Il existe de nombreuses possibilités pour cela, notamment le refroidissement et le chauffage de différentes zones du corps en y déplaçant les liquides. De nombreuses professions bénéficieraient de cette technologie, notamment les chirurgiens, les athlètes et les pilotes. 

Les nouvelles pompes douces sont "basées sur le mécanisme physique utilisé aujourd'hui pour faire circuler le liquide de refroidissement dans des systèmes comme les superordinateurs". La disposition de la pompe comprend un canal en forme de tube de 1 mm de diamètre et à l'intérieur se trouvent des rangées d'électrodes imprimées. A l'intérieur de la pompe se trouve un liquide diélectrique. Des tensions sont appliquées, et les électrons passent alors des électrodes au liquide. Cela provoque la charge électrique de certaines molécules. Ces molécules sont alors attirées par d'autres électrodes et entraînent avec elles le fluide à travers le tube. Selon Vito Cacucciolo, post-doctorant au LMTS et auteur principal de l'étude, "Nous pouvons accélérer le flux en ajustant le champ électrique, mais il reste complètement silencieux." 

Cette technologie est déjà testée dans certaines régions. Les chercheurs ont réussi à implanter la pompe dans un doigt robotique couramment utilisé dans les laboratoires de robotique. Les chercheurs travaillent également avec le laboratoire de Koichi Suzumori au Japon. Là, ils travaillent sur des muscles artificiels entraînés par des fluides ainsi que sur des exosquelettes flexibles. 

L'équipe de chercheurs a également utilisé la nouvelle technologie dans un gant en tissu. Le gant comporte des tubes capables de transporter du liquide afin de chauffer et de refroidir différentes zones du gant. "Cela fonctionne un peu comme votre système de chauffage et de refroidissement domestique", a déclaré Cacucciolo. 

Cette nouvelle technologie va continuer à se développer et elle est susceptible d'attirer des entreprises de différents domaines. Certains ont même manifesté leur intérêt dès le début. Il existe de nombreuses possibilités avec les nouveaux robots souples et les pompes extensibles qui peuvent aider à développer de nombreux produits d'interface homme-robot