Les méduses robotisées surpassent leurs rivales
Le mouvement unique des méduses en a fait un modèle d’étude populaire pour les chercheurs en robotique, qui espèrent développer de nouvelles conceptions plus avancées qui se déplacent avec une grande efficacité. Des scientifiques présentent aujourd’hui une nouvelle race de robots mous inspirés par ces créatures marines, qui utilisent des canaux d’air pour nager à grande vitesse.
Un robot méduse
Ce nouveau type de robot souple a été mis au point par des scientifiques de l’Université d’État de Caroline du Nord et de l’Université Temple, et s’appuie sur leurs travaux antérieurs qui ont produit un robot rapide inspiré par un guépard. Cette machine a pompé alternativement de l’air dans et hors de deux actionneurs pour faire passer instantanément une colonne vertébrale rigide d’un état fléchi à un autre. Le dernier robot est une adaptation de cette approche, comme l’explique l’auteur de cette étude, Jie Yin.
« Notre travail précédent se concentrait sur la fabrication de robots souples inspirés des guépards – et même si ces robots étaient très rapides, ils avaient toujours une colonne vertébrale interne raide », dit Yin. « Nous voulions créer un robot complètement mou, sans colonne vertébrale interne, mais en utilisant le concept de commutation entre deux états stables afin que le robot mou se déplace plus puissamment et plus rapidement. Et l’un des animaux qui nous a inspiré était la méduse ».
Les méduses nagent avec une efficacité énergétique inégalée dans l’environnement océanique. L’équipe a cherché à recréer ce phénomène en utilisant un disque en polymère, qui a été précontraint en étant étiré dans quatre directions différentes, puis combiné avec deux autres couches non contraintes, dont l’une comporte un canal d’air.
Cette pile de disques en polymères constitue un robot souple qui peut passer d’un état détendu, dans lequel il se courbe comme un bol, à un état fléchi, dans lequel cette forme de bol s’inverse rapidement en un dôme, en remplissant le canal vide d’air. Cette machine repousse alors l’eau et se déplace vers l’avant.
Nous pouvons faire « fléchir » ce robot en pompant de l’air dans la couche du canal, et nous contrôlons la direction de cette flexion en contrôlant l’épaisseur relative de la couche précontrainte », explique M. Yin.
Il se déplace très rapidement
Lors des tests, ce robot souple a démontré une vitesse moyenne de 53,3 mm par seconde, alors qu’aucune des trois espèces de méduses étudiées dans le cadre de cette recherche ne se déplaçaient à plus de 30 mm par seconde. Vous pouvez voir ce robot en action dans la vidéo ci-dessous.
Cette recherche a été publiée dans Advanced Materials Technologies.
Source : North Carolina State University
Crédit photo : Pixabay